面向无线体域网能效优化的路由算法研究

来源 :昆明理工大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:yuan002003
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无线体域网(Wireless Body Area Networks,WBAN)是一种应用于人体场景的传感网络,能够长时间监测并记录人体的生理信息,其作为一项新兴技术,发展前景被普遍看好。目前,无线体域网还处于研究阶段,存在许多技术难题。其中WBAN传感器节点一般为电池供电,自身能量有限,且节点一般位于人体表面,有的甚至植入体内,因此,更换电池非常困难。在数据传输过程中,如何降低网络能耗,最大限度延长无线体域网的工作时间,是如今研究的热点问题。针对如何减小无线体域网工作时能量消耗的问题,本文提出了一种面向无线体域网的能效优化路由算法。首先,将最短路径算法(Dijkstra算法)转换为最小能耗路由算法,设定节点剩余能量阈值,当剩余能量低于阈值时,节点发射功率难以保证,数据传输因节点能量不足和外界干扰等因素的影响,会导致传输可靠性降低,此时,节点不再传输和转发数据。然后,为保证各节点能量均衡消耗,在优化的Dijkstra算法中,引入了加权思想,为所有节点引入加权公式和相同的加权因子,当某一节点因承担大量转发任务而导致剩余能量明显低于其他节点时,通过能量权值矩阵加权,数据转发任务变小,能量消耗也随之变慢,生存时间变长。最后,对网络中的每个节点设置一个加权因子,将这些加权因子的求解转化为多元函数求最优解问题,利用蚁群算法进行实验仿真,结果表明,文中提出的基于Dijkstra算法的不同加权因子能耗优化路由策略能提高网络能量利用率,整体能效优化效果更好,生存周期得以最大限度延长。
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