【正文】 d 發(fā)送方和接收方之間的物理距離。在我們的協(xié)議里，每個(gè)節(jié)點(diǎn)使用對(duì)應(yīng)于 Pmax = 3 的發(fā)射功率（ Pt） 廣播一個(gè)信息數(shù)據(jù)包，在表 1中，Pr是在接收信息包時(shí)節(jié)點(diǎn)的接收功率，接收功率用變量 d?γ ， γ 是路徑損耗 (衰減），它滿足 2 γ 4 的條件，這里，比例常數(shù) ξ 被假定為符號(hào)起見 1 和 γ 的值通常是為 2 的可用空間。此外，從每個(gè)發(fā)送方使用下面的公式估計(jì)其物理距離。 代以通知數(shù)據(jù)包中的所需值，廣播使用 Pmax = 3。 所以，之前于廣播通知數(shù)據(jù)包，一個(gè)節(jié)點(diǎn)將 PGID 的值通知包復(fù)制從該構(gòu)造，可以區(qū)別另一個(gè)構(gòu)造包的數(shù)據(jù)包。它是應(yīng)注意每個(gè)組的節(jié)點(diǎn)具有唯一的父網(wǎng)關(guān)。 它通過(guò)廣播通知數(shù)據(jù)包使用最大傳輸功率級(jí) (Pmax = 3)。然后一個(gè)節(jié)點(diǎn)決定它自己的源節(jié)點(diǎn)的如何？ (A) 段所述，我們?cè)懻撛诰S護(hù)階段的這部分的問題。它是構(gòu)造包始終使用最小傳動(dòng)功率級(jí)傳輸，每次 LHC 都加 1，它從一個(gè)節(jié)點(diǎn)跳到另一個(gè)時(shí)應(yīng)注意。我們假定有不同組的節(jié)點(diǎn)或一些節(jié)點(diǎn)之間的連 接孔是無(wú)法構(gòu)建使用 Pmin 的鏈接，在施工階段以有限的時(shí)間間隔后終止。 接收機(jī)節(jié)點(diǎn)等待無(wú)線設(shè)備、連接的源和上文所述，然后按照相同的步驟。 。 GHC 的值從信息包復(fù)制到各自領(lǐng)域的構(gòu)造數(shù)據(jù)包 。 4. 估計(jì)自身和每個(gè)發(fā)送方之間的物理距離 。 8.} : 進(jìn)入維護(hù)階段 , 在 (C)節(jié)中描述 。 : 傳輸功率 Pmax = 3。 4. 增量 : Value of GHC by 1。 11. } 12. 否則 : 等待 T = (Wi + Ti) 個(gè)單位 。 Ti 個(gè)單位 。 : LHC by 1 in the Construct packet。 LHC 最小值 。 對(duì)于 i 個(gè)節(jié)點(diǎn) : 1. 如果 : (接受構(gòu)造包 ) 2. { Wi 個(gè)單位 。 4. 等待 Ti 個(gè)單位 。 2. 設(shè)置 : 傳輸功率 Pmin=0。 但是，如果在接收器沒有找到任何 Pmin = 0 的鄰居，它與它的鄰居鏈接進(jìn)入信息階段，在經(jīng)過(guò) Ti輪候時(shí)間 （表 2 和表 3）。然后 ,他們每個(gè)人都重播了構(gòu)建包使用相同的最小功率電平 Pmin = 0 到他們的鄰居提供必要的參數(shù)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)包 ,等待時(shí)間的 Ti單位在（ 2）中得到： (2) 第 i 個(gè)節(jié)點(diǎn)的當(dāng)前的能量級(jí)為 Ei， β i 是一個(gè)非常小的隨機(jī)數(shù)，比 如 β i . 圖 3. 構(gòu)造數(shù)據(jù)包的格式 為了避免密集網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)包碰撞，我們建議接收器還等待 Ti單位后廣播構(gòu)造包，然后進(jìn)入信息階段 節(jié)中所述。 他們等待隨機(jī)時(shí)間 Wi，并與接收器連接。圖 3 所示的構(gòu)造數(shù)據(jù)包格式和數(shù)據(jù)包的參數(shù)初始化為： SID = Sink’s ID, PGID = Sink’s ID, NEL 為接收的功率級(jí) , LHC = 0,GHC = 0, PGPL = 0. 接收器節(jié)點(diǎn)通常接收數(shù)據(jù)，則其 PGPL 分配給 0，這是不同的網(wǎng)絡(luò)的其他父網(wǎng)關(guān)。因此，我們的協(xié)議，在樹拓?fù)錁?gòu)造節(jié)點(diǎn)使用最小傳動(dòng)功率級(jí)的每個(gè)組之間 (Pmin = 0)，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的樹拓?fù)溥B接在不同組節(jié)點(diǎn)中形成并使用有效功率級(jí)別 (PTx)，這里 (Pmin=0)PTx (Pmax=3)，這個(gè)分布式協(xié)議的不同階段在下面將描述。根據(jù)我們協(xié)議的每個(gè)系統(tǒng)模型，由于每個(gè)組的節(jié)點(diǎn)之間存在的連接孔，我們假設(shè)網(wǎng)絡(luò)可能會(huì)斷開連接，如果他們使用低傳輸功率級(jí)與另一個(gè)節(jié)點(diǎn)的一組之間，并且可能會(huì)消耗更多的精力，如果他們使用最大傳輸功率級(jí)進(jìn)行通信。 在本節(jié)中，我們將提出我們基于拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)協(xié)議的功率控制，這是一種動(dòng)態(tài)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。然而 ,對(duì)于其它組中的父網(wǎng)關(guān) , Pmin PGPL Pmax,這可能值在 1 和 3 之間 ,按我們的假設(shè)。 父網(wǎng)關(guān)功率級(jí) (?PGPL):任何組的父網(wǎng)關(guān)的發(fā)射功率水平 ,它可以與子網(wǎng)關(guān) 的上游組織連接被稱為父網(wǎng)關(guān)功率級(jí) (PGPL)。 ? 節(jié)點(diǎn)能級(jí) (NEL）：當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的能量級(jí)別稱為 NEL。在某些的情況下如果一組都包含唯一的節(jié)點(diǎn)的單個(gè)節(jié)點(diǎn)被視為為該組的父和子網(wǎng)關(guān)。 圖 2. 父和子網(wǎng)關(guān)的不同組的節(jié)點(diǎn) ? 子網(wǎng)關(guān)： 連接到父網(wǎng)關(guān)下游組的節(jié)點(diǎn)稱為子網(wǎng)關(guān)。 ? 父網(wǎng)關(guān) ID (PGID)： 使連接與一個(gè)上游組的節(jié)點(diǎn)的組中的所有節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)稱為父網(wǎng)關(guān)和其 ID 稱為為 PGID。 在我們的協(xié)議，因?yàn)榻邮掌鞴?jié)點(diǎn)啟動(dòng)建設(shè)階段，即在 G1， GHC 的 G1 在圖 2 中，所有節(jié)點(diǎn)的值是 0 和如果 數(shù)據(jù)包從 G1 轉(zhuǎn)發(fā)到像 G2 或 G4 的任何其他組， GHC數(shù)據(jù)包中的值是按 1 遞增。 數(shù)學(xué)上，讓 G = {g1， g2 … …， gn}，作為組中的 n 傳感器節(jié)點(diǎn)集， m 傳感器節(jié)點(diǎn)的組處于相同或不同的 m 和 n 的值的另一個(gè)組。 GHC 的值是唯一的特定組中的所有節(jié)點(diǎn)，它會(huì)增加 1，如果包傳遞給另一組。如果節(jié)點(diǎn) A 將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到 B，并且 B 然后將同一個(gè)數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到價(jià)值的 LHC 在控制數(shù)據(jù)包中的 A = 0， B = 1 和 C = 2。 LHC 的控制數(shù)據(jù)包的值初 始化為 0 和的數(shù)據(jù)包在同一組內(nèi)的每個(gè)后續(xù)跳躍 1 遞增。同樣，如果控制數(shù)據(jù)包 G2 從廣播到這些組，在這種情況下 G G4 被視為下游組的 G2， G2 可以組 G G4，一個(gè)上游組。 例如在圖 1中的組 G1 包含接收器節(jié)點(diǎn)被認(rèn)為是上游組組 G G G4，相對(duì)于控件作為數(shù)據(jù)包是最初廣播從組包含到其他組網(wǎng)絡(luò)的接收器。 當(dāng)前消耗 功率電平 0 1 2 3 (mA) ?上游和下游的組： 讓 {G1， G2， G3， ...} 作為套組節(jié)點(diǎn)分布在某一地區(qū)。 177。 圖 之間的不同的組節(jié)點(diǎn) 表 1 對(duì)于不同的電力能源消費(fèi)水平和相應(yīng)的交流 ,得到了來(lái)自我們距離的實(shí)驗(yàn)結(jié)果 功率電平 0 1 2 3 輸出功率 (dBm) ?13 ?7 ?1 5 范圍 (m) 177。根據(jù)我們 的實(shí)驗(yàn)用云母塵 (21)和 RF頻率 866,表 1兆赫茲 ,0被視為最低 (Pmin)和 3為最高 (Pmax)傳輸功率電平之間的交流 ,我們認(rèn)為這種價(jià)值節(jié)點(diǎn)在我們的文中中。然而 ,所有的節(jié)點(diǎn)要么來(lái)自同一或不同的組織使用固定傳輸功率電平交流和形成一個(gè)連接的網(wǎng)絡(luò)沒有任何權(quán)力的控制。它 認(rèn)為水槽內(nèi)通信范圍至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)。性能分析和仿真結(jié)果在第 4 節(jié)而結(jié)論 在第 5節(jié)。本協(xié)議的系統(tǒng)模型 ,提出了第二節(jié)。本算法在一種無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中沒有位置信息 ,建立連接節(jié)點(diǎn)分布式的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。因此 ,在我們的工作中 ,我們提出如何控制發(fā)射功率水平的每個(gè)節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)來(lái)節(jié)約能源。另外 ,而非控制發(fā)射功率水平 ,總是使用一個(gè)固定的高功率水平網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)將迅速減少死亡網(wǎng)絡(luò)的生存時(shí)間。 在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中、通信是能量消耗的主要因素 [20]。 同樣 ,他們提出了全球性的解決方案與不同的傳輸功率算法 , 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)創(chuàng)造了一個(gè)連接的網(wǎng)絡(luò)和設(shè)定不同的傳輸范圍為所有的節(jié)點(diǎn)。分布式算法在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的傳輸功率控制 提出了 [19]。畢竟 ,部件連接環(huán)和優(yōu)化的后處理解除功耗的網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)這一算法的基礎(chǔ)上 ,初步每個(gè)節(jié)點(diǎn)有它自己的組成部分。但是它使用固定傳輸功率范圍 ,該算法適用于低密度等 IEEE 無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)。 [17]是跨省電種技術(shù) ,特設(shè)的無(wú)線 網(wǎng)絡(luò)無(wú)顯著降低能耗的能力或連接的網(wǎng)絡(luò)。在[16]中 ,兩個(gè)局部拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的控制算法 ,并提出了異構(gòu)多跳無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的非均勻傳輸范圍。 以 LEACH [15]為基礎(chǔ)的 算法，這些算法是 讓一些節(jié)點(diǎn)使用較高的發(fā)射功率幫助 鄰居傳輸 數(shù)據(jù)到了 BS。 在 [14],作者提出 了一個(gè)分析路由協(xié)議的范圍的可變傳動(dòng)方案。 因?yàn)楣?jié)點(diǎn)是 異構(gòu)的 ,他們有不同的最大傳輸功率和廣播范圍 ,需要 可調(diào)整的功率控制的分布式天線 。分析是在非對(duì)稱無(wú)線鏈接并不罕見，具有不同的最大傳輸范圍，在異構(gòu)無(wú)線設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刂频膯栴}。計(jì)算理想的發(fā)射功率的反復(fù)改進(jìn)和存儲(chǔ)當(dāng)前的理想發(fā)射功率，為每個(gè)相鄰的節(jié)點(diǎn)。 在 [9]的基礎(chǔ)上 , 對(duì) 傳感器節(jié)點(diǎn)的每個(gè)單元的電源消耗比較進(jìn)行分析，它觀察耗能接收的電源和空閑狀態(tài)幾乎相同， CPU 的功耗是很低。這樣的例子 ,也可應(yīng)用在這里 ,如報(bào)告的溫濕度的地方。定期報(bào)告中 ,節(jié)點(diǎn)模型的數(shù)據(jù)收集和可聚合所需資料 ,成為集 ,然后 定期的發(fā)送到 上游。有四種主要的報(bào)告模式的傳感器網(wǎng)絡(luò) :事件驅(qū)動(dòng)、隊(duì)列驅(qū)動(dòng)、期刊、查詢和混合的報(bào)告。因此 ,節(jié)能 [2],[3],[4]的傳感器節(jié)點(diǎn)是一個(gè)關(guān)鍵問題 ,如傳感器網(wǎng)絡(luò)的生命周期的完全取決于耐久性的電池。在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、音視頻信號(hào)處理系統(tǒng) ,使用更高的發(fā)射功率和轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包相似的路徑是種主要消費(fèi)傳感器的能量。 關(guān)鍵詞：無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳感器，分布式算法，功率控制，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 近年來(lái)在硬件和軟件的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展 ,使小尺寸、低功耗、低成本、多功能傳感器節(jié)點(diǎn) [1]的基礎(chǔ)上 ,由傳感、數(shù)據(jù)處理及無(wú)線通信組件 組成 。除此之外 ,維護(hù)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)由于能源短缺的節(jié)點(diǎn)也提出了協(xié)議。在這篇文章中 ,一種分布式算法的基礎(chǔ)上 ,提出了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建一種高效率能源樹結(jié)構(gòu) ,而無(wú)需定位信息的節(jié)點(diǎn)。 外文出處 ： Prasan Kumar Sahoo 著 , Proc of Computing, and Communications Conference, 2020.[C] 出版社： IEEE， 2020 年 附件： 文資料翻譯譯文； 基于拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的分布式無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的功率控制 摘要 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)由大量的傳感器節(jié)點(diǎn)電池供電 ,限制在一定區(qū)域內(nèi)的隨機(jī)部署的幾個(gè)應(yīng)用。由于傳感器能量資源的有限 ,他們中的每一個(gè)都應(yīng)該減少能源消耗 ,延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)的生命周期。節(jié)點(diǎn)的能量守恒是由傳輸功率控制完成的。仿真結(jié)果表明 ,我們的分布式協(xié)議可以達(dá)到類似集中算法 的理想水平的能量守恒，可以延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)的生命周期比其他沒有任何功率控制的分布式算法。這些低能量節(jié)點(diǎn)的電池 ,部署在數(shù)百到成千 上萬(wàn)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)。除此之外 ,補(bǔ)充能量的電池更換和充電幾百節(jié)點(diǎn)上的傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的 大部分地區(qū) ,特別是在嚴(yán)酷的環(huán)境是非常困難的 ,有時(shí)不可行。 傳感器節(jié)點(diǎn)一般都是自組織建立了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò) ,監(jiān)察活動(dòng)的目標(biāo)和報(bào)告的事件或信息多跳中的基站。在事件驅(qū)動(dòng)模型 , 節(jié)點(diǎn)報(bào)告接收器 ,同時(shí)報(bào)告遙感一些事件 ,例如火災(zāi)或水災(zāi)而敲響了警鐘。資料相結(jié)合的方 法 ,稱為數(shù)據(jù)融合 [5],[6],[7]和 [8],從而降低了數(shù)量的傳輸數(shù)據(jù)。所以 , 集合到一個(gè)單一的類似數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)融合的遙感數(shù)據(jù)的傳送到接收器的多級(jí)跳環(huán)境中，從而保存能源也是在傳感器網(wǎng)絡(luò)中的重要研究問題。 在文獻(xiàn) [10]的基礎(chǔ)上 , 在作者建議中的理想的發(fā)射功率評(píng)估通過(guò)節(jié)點(diǎn)互動(dòng)與信號(hào)衰減節(jié)點(diǎn)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò) MAC 協(xié)議的傳輸功率控制 。 在 [11], 作者介紹了拓?fù)淇刂频臒o(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，于一體的有效子網(wǎng)和短躍點(diǎn)方法來(lái)達(dá)到節(jié)能降耗的兩級(jí)策略。 詳細(xì)分析了在 [12]。 作者 在 [13]中的采取一套主動(dòng)節(jié)點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)的傳播范圍，建議盡量減少總功率消耗的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的最小電源配置方法。從他們的分析研究表明 ,該算法可以提高可變傳動(dòng)范圍全面的網(wǎng)絡(luò)性能。 然而 , LEACH 需要全球的傳感器網(wǎng)絡(luò)的知識(shí)， 并且假定每個(gè)節(jié)點(diǎn)接近 BS。雖然這個(gè)協(xié)議保護(hù)網(wǎng)絡(luò)的連接和談?wù)撊绾慰刂频耐負(fù)浣Y(jié)構(gòu) ,它不談網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和能耗的密度較大的問題 ,如無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。這是一 個(gè)分布式的 隨機(jī)算法 ,為了節(jié)省功率最大對(duì)電池 進(jìn)行 關(guān)閉。 在 [18],提出了構(gòu)建集中算法進(jìn)行了靜態(tài)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。然后 ,它通過(guò)合并交互連通到一個(gè)整體上。雖然該算法 [18]是專為無(wú)線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)化 ,它是一個(gè)集中并不能改變發(fā)射功率動(dòng)態(tài)。他們指派一個(gè)任意選擇的傳輸功率級(jí)傳感器節(jié)點(diǎn) 在 可能分裂的網(wǎng)絡(luò) 中。所以 ,他們的工作能耗的節(jié)點(diǎn)可能更多 ,因?yàn)樵跓o(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)是相鄰的。然而 ,傳輸功率調(diào)節(jié)控制網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以延長(zhǎng)壽命及提高無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的能力。收集數(shù)據(jù) ,感覺到最重要的信息可能包含一些要求 ,提供一種連接網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是非常必要的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)。我們提出一個(gè)分布式算法 ,調(diào)整傳輸功率級(jí)別的節(jié)點(diǎn)動(dòng)態(tài)和構(gòu)建一棵樹和一個(gè)中間功率電平拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)之間的最大和最小 ,在不同的群體 ,達(dá)到一種連接網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)。 接下來(lái)的文章是有組織的如下。我們的分布式控制協(xié)議被描述在第 3 節(jié)。 讓我們考慮一種單一的多跳的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò) ,傳感器和部署在某些隨機(jī)地理區(qū)域 ,這樣小的連通性存在不同組的節(jié)點(diǎn) ,如圖 1。在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)的連通性孔由于不可抗拒的自然物質(zhì)間隙小另一批節(jié)點(diǎn)之間的差距部署或由于同一地區(qū)的節(jié)點(diǎn) ,因?yàn)樗麄?不能與最小傳輸 功率(Pmin)連接 。這個(gè)固定傳輸功率電平可以被假定為最高 (Pmax)或最小值和最大值的權(quán)力之間的水平。之前的下一章節(jié)中 ,我們定義了一些技術(shù)術(shù)語(yǔ)用于我們的協(xié)議。 177。 177。 如果兩個(gè)組 Gi 和 Gj， i ≠ j，以致控制數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)的 Gi的任何節(jié)點(diǎn)到 Gj，然后 Gi 被稱作為上游組于 Gj , Gj 是下游組對(duì)應(yīng) Gi