能量高效无线传感器网络的跨层优化方法:联盟辅助数据聚合、协作通信和能量平衡

摘要

我们采用跨层优化方法来研究基于联盟的无线传感器网络中的节能数据传输，其中邻近节点被组织成组，以在一个联盟中形成联盟和传感器节点进行合作通信。特别是，我们调查两个网络模型：（1）来自一个联盟的数据直接将来自一个联盟的数据直接传输到水槽的多个传感器网络，并且（2）多跳传感器网络，其中数据被中间节点传送到接收器。对于多对一的网络模型，我们提出了三个用于从联盟到水槽的数据传输的方案。在方案1中，随机选择联盟中的一个节点以传输数据;在方案2中，联盟中具有最佳信道条件的节点传输数据;在方案3中，联盟中的所有节点以合作方式传播。接下来，我们在多跳传感器网络中调查了能量平衡与协作数据传输。基于上述联盟辅助数据传输方案，然后在多跳网络中进行最佳联盟规划，从而应用不等联盟尺寸以最小化传感器节点之间的能量消耗差异。数值分析显示，通过联盟辅助传输方案可以显着提高能量效率，并且可以通过所提出的联轴结构实现传感器节点的能量平衡。

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