一种簇化WSNs时延及功耗分析方法

发布时间：2021-08-18 05:27

　　针对无线传感网络（WSNs）的功率消耗与数据传输时延不均衡的问题,提出1种基于簇化WSNs的优化模型,旨在满足不同的可靠等级条件下,最小化端到端时延和功率消耗:建立目标函数;并应用典型的交互式的线性和通用优化求解器（LINGO）15.0软件求解优化问题;然后分析在不同簇尺寸和可靠等级条件下可实现的最小时延和功率的条件。实验结果表明,当维持至少90%的可靠率时,拥有20个节点的簇的功率消耗可低至4.2 mW。 

【文章来源】：导航定位学报. 2020,8(01)CSCD

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

显示了每个簇内不同的节点数在变化的可

淖钚《说蕉耸毖?msR>80%R>85%2545.0800052.155973053.3453161.940453561.6105063.21252从表2可知，簇可以扩展到35个节点。当簇内有35个节点，R>80%时，最小时延为61.6105ms，仍未超过100ms，离250ms还有一段距离。表2中的阿拉伯符号表示可行的解决方案。这些数据有利于WSN的设计者，如何通过簇尺寸控制端到端时延。接下来，分析求解式（7）问题的结果，实验数据如图3所示。与图2类似，图3也考虑了R>80%、85%、90%条件下，不同的簇尺寸下的最小功耗。图3最小功耗

件下最小化时延。其中macMaxBE表示窗口0W的上限。第2个问题可表达为：最小化功耗问题，即minimize()kPn（15）subjectto(7)(14)（16）接下来，通过求解器求解优化问题，并分析实验数据。3实验与结果分析3.1实验平台为了解决上述优化问题，引用交互式的线性和通用优化求解器LINGO15.0软件包解决优化问题[13]。LINGO是求解线性和非线性优化问题的最简工具，它内置了1种建立优化模型的语言。LINGO软件界面如图1所示，仿真参数如表1所示。图1LINGO软件界面表1仿真参数仿真参数值Pi/mW0.8PSC/mW40Pt/mW30Pr/mW40macMaxBE3~8L/B120Lack/B123.2实验数据及分析首先，分析了在不同可靠性下限（R>80%、85%、90%）条件下，求解式（6）问题的结果。实验数据如图2所示。图2最小传输时延图2显示了每个簇内不同的节点数在变化的可靠性条件下的最小传输时延。从图2可知：当簇内有20个节点，R>80%时，最小时延为36.81ms；当R增加至大于85%时，最小时延达到42.37ms；当R增加至大于90%时，最小时延达到50.66ms。在前面已经强调过，在智能电网（SmartGrid）的多数应用中，可容忍的时延达到250ms。而从图1数据可知，即使一个簇内有20个节点，时延未超过51ms。表2显示解决式（6）问题的可行方案。表2不同条件下的最小时延簇尺寸不可靠性下限时的最小端到端时延/msR>80%R>85%2545.0800052.155973053.3453161.940453561.6105063.21252从表2可知，簇可以扩展到35个节点。当簇内有35个节点，R>80%

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于跳距修正粒子群优化的WSN定位算法[J]. 赵雁航,钱志鸿,尚小航,程超.  通信学报. 2013(09)



本文编号：3349284