[发明专利]无线传感器网络中的实际能量模型及功率优化控制方法

摘要

本发明公开了一种无线传感器网络中的实际能量模型及功率优化控制方法，该能量模型基于对Chipcon CC2420无线传感器射频接收器的实际测量数据，具有代表性。本发明提出的针对这类能量模型的推导方法是普遍适用的。只要给出射频接收器的状态转变时间，发射功率值及其能量消耗，相对应的能量模型就可以推导出来。此外，基于这个能量模型，本发明提出了功率优化控制方法是优化发送功率级，以使成功发送一个包所消耗的能量达到最小。

主权项

1、一种无线传感器网络中的实际能量模型，其特征在于：该实际能量模型基于LR-WPAN网络中成功发送一个数据包的整个过程，包括发送端和接受端的能量模型；发送端能量消耗模型是：ETX(i，d，Lpack)＝ETX(i，d，Lpack|Success)+ETX_F(i，d，Lpack|PF)+ETX_F(i，d，Lpack|AF) (1)接受端能量消耗模型是：ERX(i，d，Lpack)＝ERX(i，d，Lpack|Success)+ERX_F(i，d，Lpack|PF)+ERX_F(i，d，Lpack|AF) (3)式中，ETX(·|Success)和ERX(·|Success)表示成功发送一个数据包发送端与接收端所需要的能量。ETX_F(·|PF)，ERX_F(·|PF)，ETX_F(·|AF)and ERX_F(·|AF)ETX_F(·|PF)，ERX_F(·|PF)，ETX_F(·|AF)和ERX_F(·|AF)表示当数据包或确认包传输失败的情况下，发送端与接收端所消耗高的能量。成功传送数据包和确认包，其能量模型为：ETX(i，d，Lpack|Success)＝EPD_IDLE+EIDLE_TX(i)+ETX_D(i，Lpack)+ETX_RX(i)+ERX_A(LACK)+ERX_IDLE+EIDLE_PD (4)ERX(i，d，Lpack|Success)＝EPD_IDLE+EIDLE_RX(i)+ERX_D(Lpack)+ERX_TX(i)+ETX_A(i，LACK)+ETX_IDLE+EIDLE_PD (5)数据包传送失败，其能量模型为：ETX_F(i，d，Lpack|PF)＝NPF(i，d，Lpack)×[ETX_D(i，Lpack)+ETX_SE(i)+ESense(Ttimeout)+ESE_TX(i)] (6)ERX_F(i，Lpack|PF)＝NPF(i，d，Lpack)×[ERX_D(Lpack)+ERX_OSC+EOSC(Ttimeout)+EOSC_RX] (7)确认包传送失败，其能量模型为：ETX_F(i，d，Lpack|AF)＝NAF(i，d，Lpack)×[ETX_D(i，Lpack)+ETX_RX(i)+ERX_A(LACK)+ERX_TX(i)] (8)ERX_F(i，Lpack|AF)＝NAF(i，d，Lpack)×[ERX_D(Lpack)+ERX_TX(i)+ETX_A(i，LACK)+ETX_RX(i)] (9)