基于功率控制的無(wú)線(xiàn)體域網(wǎng)高能效研究.pdf

1、隨著全球老齡化和慢性疾病朝年輕一代逐步蔓延的趨勢(shì)，醫(yī)療資源的短缺將會(huì)成為一個(gè)不可避免的問(wèn)題。而在信息技術(shù)和無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)高速發(fā)展背景下興起的無(wú)線(xiàn)體域網(wǎng)，可以有效地解決這一個(gè)難題。
　　在無(wú)線(xiàn)體域網(wǎng)中，由于傳感器節(jié)點(diǎn)部署在人體的體表或體內(nèi)，具有不易更換和不可充電的特點(diǎn)，因此相比無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)，無(wú)線(xiàn)體域網(wǎng)對(duì)節(jié)點(diǎn)的能耗要求更為苛刻。針對(duì)多個(gè)共存的體域網(wǎng)和單個(gè)體域網(wǎng)兩種環(huán)境，良好的功率控制機(jī)制和節(jié)點(diǎn)調(diào)度策略將會(huì)有效減少體域網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的能量消耗，

2、延長(zhǎng)體域網(wǎng)的生存期。本文針對(duì)體域網(wǎng)的高能效研究將從以下兩方面進(jìn)行展開(kāi)：
　　第一個(gè)是關(guān)于多個(gè)共存體域網(wǎng)間的干擾問(wèn)題。由于節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸會(huì)對(duì)鄰近體域網(wǎng)造成嚴(yán)重的干擾，如果對(duì)節(jié)點(diǎn)的發(fā)射功率不加以控制，每個(gè)體域網(wǎng)中的節(jié)點(diǎn)為了提高信干比，會(huì)增大自身的發(fā)射功率，引發(fā)一個(gè)惡性的級(jí)聯(lián)效應(yīng)。針對(duì)這一問(wèn)題，本文首先將體域網(wǎng)間的功率控制過(guò)程模擬成一種多Agent的馬爾可夫決策過(guò)程，然后采用Q學(xué)習(xí)算法對(duì)這一模型進(jìn)行求解，并通過(guò)ε貪婪策略選擇發(fā)送功率。學(xué)

3、習(xí)過(guò)程中，通過(guò)逐步增大學(xué)習(xí)率，來(lái)加快收斂速度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，與其他功率控制機(jī)制相比，該算法在系統(tǒng)利用率和功率消耗上能有一個(gè)好的折中，同時(shí)延長(zhǎng)了整個(gè)系統(tǒng)的生存期。
　　第二個(gè)是關(guān)于單個(gè)體域網(wǎng)內(nèi)節(jié)點(diǎn)調(diào)度的問(wèn)題。為了避免數(shù)據(jù)傳輸沖突，規(guī)定同一時(shí)隙只允許一個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)向sink節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)，因此，良好的節(jié)點(diǎn)調(diào)度方案對(duì)延長(zhǎng)體域網(wǎng)生存期有著重要意義。本文提出一種基于馬爾可夫鏈的能量預(yù)測(cè)方案EP-DPLM，首先通過(guò)對(duì)下一個(gè)時(shí)隙節(jié)點(diǎn)的信道進(jìn)行預(yù)測(cè)