[发明专利]一种无线传感器网络数据传输优化方法

摘要

本发明是一种基于节点优先度与转发代价的无线传感器网络数据传输优化方法，其特点是：包括基于节点优先度的时隙分配策略和基于转发代价的中继节点选择策略。具有方法科学合理，高效，低能耗，低数据传输时延，能够保证无线传感器网络数据稳定传输等优点。

主权项

1.一种基于节点优先度与转发代价的无线传感器网络数据传输优化方法，其特征是：它包括基于节点优先度的时隙分配策略和基于转发代价的中继节点选择策略，1)所述基于节点优先度的时隙分配策略：在簇内数据传输中的时隙分配阶段，根据剩余能量因子以及数据到达速率计算各成员节点的时隙分配优点度，然后按照时隙分配优先度为节点分配数据发送的优先级，时隙分配优先度表示为(1)式：ωm＝ηm·ratem    (1)其中，ηm表示剩余能量因子，ratem为成员节点m的数据到达速率,ratem与节点的缓冲区队列长度有关，表示为(2)式：其中，Tslot为一个时隙的时间，Lcur‑m为成员节点m当前的缓冲区队列长度,Llast‑m为成员节点m在一个时隙前的缓冲区队列长度，剩余能量因子ηm表示为(3)式：其中，Eres‑m为成员节点m的剩余能量，Emax为节点的初始能量，簇头节点计算簇内所有成员节点的时隙分配优先度，然后按照时隙分配优先度的大小来分配时隙，即让时隙分配优先度大的节点获得优先时隙，之后簇头节点生成时隙表，并将时隙表发送给簇内的成员节点，簇内的成员节点在分配到的时隙内发送数据给簇头节点，完成簇内的数据传输；2)所述基于转发代价的中继节点选择策略：在簇间数据传输阶段，综合考虑中继节点的剩余能量，中继节点转发数据的能量消耗以及中继节点到基站之间的距离，通过建立一个转发代价因子来选择中继节点，转发代价因子表示为(4)式：其中，nnext‑i为簇头节点i可以选择的所有邻节点的集合，Eres‑j为待选中继节点j的剩余能量，Emax为节点的初始能量，dtoBS‑i为节点i到基站的距离，dtoBS‑j为节点j到基站的距离，Econ‑i为节点i进行下一跳转发所耗费的能量表示为(5)式，Econ‑j为节点j进行下一跳转发所耗费的能量表示为(6)式，其中，εfs为发送1bit数据发射放大电路所消耗的能量，li为节点i收集的数据量，lj为节点j收集的数据量，dij为节点i到节点j的距离，dtoBS‑j为节点j到基站的距离，fagg为数据压缩比，簇头节点选择转发代价最小的节点为其下一跳节点，簇头节点在完成簇内数据传输之后，将收集到的数据进行压缩融合，然后将数据转发给根据转发代价因子选择出的中继节点，完成簇间数据传输。