CN109511097A - 时间和能量约束下rwsn中消息的传输调度方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了时间和能量约束下RWSN中消息的传输调度方法和系统,通过采用平衡策略、稀释策略、使能新的通道、禁止通道、增加最低优先级的消息的周期、删除具有较低优先级的消息等方式的选择或组合,能够有效管理任何添加的或者移除的消息,实现了可行的且优化的任务调度。
Description
技术领域
本发明涉及RWSN(Reconfigurable Wireless Sensor Networks,可重新配置的无线传感器网络)中消息的传输调度方法和系统,更具体地,涉及时间和能量约束下RWSN中消息的传输调度方法和系统。
背景技术
WSN(Wireless Sensor Networks,无线传感器网络)是由部署在监测区域内的大量传感器节点以自组织和多跳的方式构成的传感器网络,具有大规模、低功耗、低成本和自组织等典型特点,能够广泛应用于环境监测等多个领域。在WSN中,传感器节点是由一次性的电池供电,并且传感器节点由于计算能力低、能量有限的特点,无法独自完成较复杂的应用。因此,网关需要将应用程序分解为多个具有优先级关系的任务,并调度到多个传感器节点上处理。
现阶段,WSN中的任务调度算法主要分为静态调度算法和动态调度算法,静态算法是指所有的任务——资源映射策略在调度前已经确定,而动态调度算法是指部分任务——资源映射策略是在调度期间根据实际情况确定。因此,静态调度算法相对比较简单、运行开销小、对数据依赖小,但静态调度算法对于资源的分布性以及异构性支持力度不够,而动态调度算法很好的解决异构性分布性带来的负载平衡问题、效应测定问题、任务迁徙问题。采用动态调度算法的WSN可以称为RWSN,即可重新配置的无线传感器网络。
RWSN中降低任务完成的能耗,平衡传感器节点的能量消耗有利于延长网络寿命,而任务完成的实时性和可靠性是提高网络应用性能的重要指标。但是在实际动态调度过程中,经常会出现计算时间长、能量消耗大等情况,因此,RWSN中动态调度需要综合考虑任务完成的时间、能耗等多个QoS(Quality of Service,服务质量)性能指标,即要满足时间约束和能量约束。
然而,现有技术中,当在RWSN中添加或者移除任务,例如消息时,通常会违反时间约束和能量约束,即会产生时间长和/或能耗高的问题。
发明内容
本发明提出了时间和能量约束下RWSN中消息的传输调度方法和系统,其提出了一种新的动态解决方案:采用平衡策略(Balance)、稀释(Dilute)策略以及两者的组合,通过设置如何以及何时执行重新配置来满足运行时的时间约束和能量约束,本发明能够有效管理任何添加的或者移除的消息,实现了可行的且优化的任务调度。
本发明所提供的时间和能量约束下RWSN中消息的传输调度方法,其特征在于所述方法包括如下步骤:
步骤101,节点接收消息mi,将mi添加到单一通道cj中,其中,mi∈M,M为要被传输的消息集合,mi为新的周期性的消息;
步骤102,判断系统是否是时间可行的并且能量可行的,如果是,那么在通道cj中传输mi,否则进入步骤103;
步骤103,所述节点在平衡(Balance)策略和稀疏(Dilute)策略中选择一个策略来调度消息mi;
步骤104,判断系统是否是时间可行的并且能量可行的,如果是,那么就进入步骤105,否则进入步骤106;
步骤105,利用步骤103中选择的策略传输mi;
步骤106,判断系统是否是时间可行的但是能量非可行的,如果是,那么就进入步骤107,否则进入步骤108;
步骤107,禁止一个通道,其中在被禁止的通道上传输的消息具有比消息mi更低的优先级,进入步骤109;
步骤108,判断系统是否是能量可行的但是时间非可行的,如果是,那么就进入步骤110,否则进入步骤111;
步骤109,判断系统是否是时间可行的并且能量可行的,如果是,那么传输mi,否则进入步骤111;
步骤110,使能一个新的通道,进入步骤112;
步骤111,利用截断(Truncate)策略调度消息mi,进入步骤113;
步骤112,判断系统是否是时间可行的并且能量可行的,如果是,那么传输mi,否则进入步骤114;
步骤113,判断是否有比消息mi更低优先级的消息,如果有,则删除所述更低优先级的消息,并进入步骤103从而对消息mi的下一个周期进行调度,如果没有,则进入步骤115;
步骤114,利用葡萄(Grape)策略调度消息mi,进入步骤116;
步骤115,忽略消息mi,并结束对消息mi的调度,进入步骤117;
步骤116,判断系统是否是时间可行的并且能量可行的,如果是,那么传输mi,其中此时消息mi的周期Ti被延长为否则进入步骤111;
步骤117,结束。
优选的,所述步骤103中的平衡(Balance)策略为:
在添加消息mi后,当系统变得时间非可行或者能量非可行,每一个通道cj根据(公式5)给出能用于消息mi的WCTTgj,其中WCTT为最坏情况传输时间,为已经通过通道cj传输的消息,Ca为通道集合,
如果通道cj给出的WCTTgj满足WCTTgj≤WCTTij,那么就在通道cj传输消息mi;否则,根据消息mi剩余的WCTT将消息mi分配给Ca中的其它通道,所述剩余的WCTT为WCTTij-WCTTgj,以此类推,直到满足下述(公式6),其中Bj为传输速率:
优选的,所述稀疏(Dilute)策略为:
在添加消息mi后,当系统变得时间非可行或者能量非可行,将所述消息mi的周期Ti延长为从而使得所述系统在通道集合Ca是时间可行的并且能量可行,其中需要满足(公式7)和(公式8),其中为硬截止时间间隔,Cn为可用通道数量:
优选的,在所述步骤103中,如果平衡(Balance)策略和稀疏(Dilute)策略都能调度所述消息,那么在平衡(Balance)策略和稀疏(Dilute)策略中选择具有较低响应时间的策略。
优选的,所述Grape策略为:
在添加消息mi后,增加消息mi的周期为新周期,使得所述消息mi在通道cj上具有最低优先级,
如果所述消息mi的新周期满足下面的(公式10)(公式11)(公式12),则所述消息mi可以被调度,
其中,
优选的,所述截断(Truncate)策略为:
在添加消息mi后,当系统变得时间非可行或者能量非可行,则删除比消息mi具有更低优先级的消息。
优选的,在步骤105、步骤109、步骤112、步骤116中的至少一个中,传输mi利用EDF调度算法。
优选的,在步骤102中,使用功率控制策略在通道cj中传输mi。
本发明提出了一种存储介质,其上存储有计算机程序,其中,所述计算机程序被处理器执行时上述任一项所述的方法。
本发明提出了一种在时间和能量约束下RWSN中消息的传输调度系统,包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序,其中,所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任一项所述的方法。
本发明提出的在时间和能量约束下WSN中消息的传输调度方法和系统与现有技术相比,具有如下优点:就创造性方面,大量的仿真实验表明,相比于现有方法,本发明提出的方法具有显著的进步。在满足期限的同时,在添加最高优先级消息方面,本发明提出的方法的成功率高达85%,在某些情形下,本发明提出的组合方法在优先消息调度方面的成功率可以达到100%。本发明提出的方法,相对于现有技术,在保证所有调度消息的期限的前提下,能够在一个或多个通道添加全部种类的消息,并且具有更低的平均能量消耗和更低的响应时间。
本发明在以下方面与现有技术存在不同之处:
(1)本发明提出了多个实时的重新配置方法,能够使得节点在满足QoS和能量约束的同时高效率地调度消息,例如划分消息的传输时间或者改变消息的周期而在多个通道上传输消息。
(2)本发明在普通传输情形下,能够使用多通道并且具有最大的系统容量。
(3)本发明提供附加特征例如功率控制(PowerControl),能够使得节点进一步节省能量,尤其是在影响无线传输的确定性条件下,例如温度变化。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明所述的在时间和能量约束下RWSN中消息的传输调度方法的流程图。
具体实施方式
在现有技术中,经过重新配置之后的任何任务或消息的添加可能会违反时间约束和/或能量约束,例如当通道饱和或者能量不足时,这些任务或消息的添加会违反传输时限或造成能量消耗,从而导致系统在时间或能量上是不可行的,因此不能再进行这些任务或消息的调度。
在本发明中,当添加消息时能够维持系统可行性,所述系统可行性指在时间和能量上可行,即能够正常传输这些消息,并且每一个消息的传输都能满足时间约束和能量约束。为了实现上述目的,本发明提出了如下三种相应的解决方法:
(1)在多个通道上拆分消息的WCTT(Worst Case Transmission Time,最坏情况传输时间),这被称为平衡策略(Balance Strategy)。
(2)增加消息在多个通道上的传输周期,这被称为稀释策略(Dilute Strategy)。
(3)以上两者的结合,通过每次选择一个方法从而获得具有更高QoS的方法。
在应用了上述提出的方法之后,如果系统在时间或能量上仍然是非可行的,那么从如下技术方案中选择:
(1)如果在时间上非可行,那么使能新的通道。
(2)如果在能量上非可行,那么禁止一个通道。
(3)增加最低优先级的消息的周期,从而来添加具有更高优先级的消息。
(4)如果在时间或能量上非可行,那么删除具有较低优先级的消息,来添加其它具有更高优先级的消息。
如果系统在时间和能量上可行,那么所述系统就会使用最早截止时间优先(Earliest Deadline First,EDF)调度算法来传输消息。EDF调度算法近来被应用在实时WSNs中,而对于实时WSANs(Wireless Sensor-Actuator Networks,无线传感器执行器网络),所述EDF调度算法也被验证是一种有效的传输调度策略。利用EDF调度算法进行实时消息调度时,能够保证消息的边界延迟,并能充分利用无线载波的全部可用带宽。
表1本发明中所用参数的含义
a.时间可行性
当且仅当系统能够满足相关的实时约束时,则认为系统是时间可行的。因此,为了验证系统可行性,根据最早截止时间优先(Earliest Deadline First,EDF)调度算法生成实时消息的调度,例如根据截止期限来处理实时业务从而保证WCTT,其中截止时间越短的实时业务,其优先级越高,其越早被处理。
为了确保经由通道cj传输的消息mi的全部截止时间得到满足,所述实时业务对通道cj的利用率必须不能超过通道cj的全部利用率Uj。理论上利用率Uj的最大值为1,例如通道cj的使用率为100%。
在通道cj传输消息集合如果在传输这些消息的时候,根据EDF调度算法,在每个周期都没有超过这些消息的截止时间,那么系统就是时间可行的。因此,根据EDH调度算法采用(公式1)定义通道cj的利用率Uj。
b.能量可行性
在通信过程中,每个传感器节点所消耗的能量总量等于所述传感器节点的无线电路在下述模式下所消耗能量之和,所述模式包括:传输、接收、空闲。
本发明主要关注传输节点所消耗的能量。注意到,对于消息传输来说,所述传感器节点的无线电路在用于传输消息的传输模式之前需要切换到空闲模式,因此,在一个给定的通道cj(cj∈Ca)、在时间间隔[t1,t2]传输一个消息所消耗能量的总量Ej由(公式2)和(公式3)给出:
如果满足(公式4),则系统是能量可行的。
c.流程图
图1示出了本发明所述方法的流程图。
步骤101,节点接收消息mi,将mi添加到单一通道cj中,其中,mi∈M,M为要被传输的消息集合,mi为新的周期性的消息。
在发明中,当消息mi到来时,通过校验系统的可行性,节点开始将mi添加到单一通道cj中。
步骤102,判断系统是否是时间可行的并且能量可行的,如果是,那么在通道cj中传输mi,否则进入步骤103。
在本发明中,步骤102不是必须的,可以根据实际需要选择是否需要使用功率控制策略。
步骤103,所述节点在平衡(Balance)策略和稀疏(Dilute)策略中选择一个策略来调度消息mi。
在本发明中,如果平衡(Balance)策略和稀疏(Dilute)策略都能调度所述消息mi,那么在平衡(Balance)策略和稀疏(Dilute)策略中选择具有较低响应时间的策略。
步骤104,判断系统是否是时间可行的并且能量可行的,如果是,那么就进入步骤105,否则进入步骤106。
步骤105,利用步骤103中选择的策略传输mi。
步骤106,判断系统是否是时间可行的但是能量非可行的,如果是,那么就进入步骤107,否则进入步骤108。
步骤107,禁止一个通道,其中在被禁止的通道上传输的消息具有比消息mi更低的优先级,进入步骤109。
在本发明中,通过尝试禁止一个通道,该被禁止的通道是用来传输优先级比mi低的消息的通道。在所述禁止之后,系统变得时间可行并且能量可行来传输mi。
步骤108,判断系统是否是能量可行的但是时间非可行的,如果是,那么就进入步骤110,否则进入步骤111。
步骤109,判断系统是否是时间可行的并且能量可行的,如果是,那么传输mi,否则进入步骤111。
步骤110,使能一个新的通道,进入步骤112。
步骤111,利用截断(Truncate)策略调度消息mi,进入步骤113。
在本发明中,截断(Truncate)策略是寻找比消息mi具有更低优先级的消息集合并删除这些消息集合。在删除它们时,所述系统在添加消息mi时变成时间可行的并且能量可行的。
步骤112,判断系统是否是时间可行的并且能量可行的,如果是,那么传输mi,否则进入步骤114。
步骤113,判断是否有比消息mi更低优先级的消息,如果有,则删除所述更低优先级的消息,并进入步骤103从而对消息mi的下一个周期进行调度,如果没有,则进入步骤115。
步骤114,利用葡萄(Grape)策略调度消息mi,进入步骤116。
本发明中,葡萄(Grape)策略为将消息mi的周期Ti延长为使得所述消息mi在通道上具有最低优先级,从而系统变得时间可行并且能量可行来在通道上传输所述消息mi。
步骤115,忽略消息mi,并结束对消息mi的调度,进入步骤117。
步骤116,判断系统是否是时间可行的并且能量可行的,如果是,那么传输mi,其中此时消息mi的周期Ti被延长为否则进入步骤111。
步骤117,结束。
在本发明的步骤105、步骤109、步骤112、步骤116中,传输mi都可以利用EDF调度算法。
d.平衡(Balance)策略
在平衡(Balance)策略中,在添加消息mi(mi∈M)后,当系统变得时间非可行或者能量非可行,尝试将所述消息mi的WCTT分割为不同的WCTT,所述不同的WCTT由被称为Ca的一组可用通道产生。也就是说,每一个通道根据周期性Ti和传输速率Bj告知能够传输消息mi的多少比特。
每一个通道cj根据(公式5)给出能用于消息mi的WCTTgj
如果通道cj给出的WCTTgj能够足够用于传输消息mi,例如WCTTgj≤WCTTij,那么就在该有WCTTij的通道cj传输消息mi。
否则,将会根据消息mi剩余的WCTT将消息mi分配给Ca。例如,如果消息mi被分配给有WCTTgj(WCTTgj p WCTTij)的通道cj,那么通过剩余的WCTT,例如WCTTij-WCTTgj,将所述消息mi分配给其他通道,以此类推,直到满足下述(公式6):
因此,如果满足下述(公式5)(公式6)(公式4),则系统是时间可行的并且能量可行的。
在平衡(Balance)策略的每一轮,节点都会通过分割消息的WCTT来尝试传输所述消息,并且在通道集合上平衡这些消息的传输。否则,将会利用下面描述的技术方案。
e.稀疏(Dilute)策略
在稀疏(Dilute)策略中,在添加消息mi(mi∈M)后,当系统变得时间非可行或者能量非可行,那么除了遍布多个通道传输所述消息mi,所述消息mi的周期Ti将被延长为从而使得所述系统在可用通道集合Ca是时间可行的并且能量可行,其中需要满足(公式7):
因此,将被分配给消息mi的新的周期是可用通道数量的倍增,利用消息mi的初始周期Ti将所述可用通道数量标记为Cn,有一个条件,即新的周期不能超过最大期限,即硬截止时间间隔因此需要满足(公式8):
然后,到达时间ri需要根据初始周期Ti增加,因此对于第一个通道来说,其到达时间等于ri,对于第二个通道来说,其到达时间等于ri+Ti,以此类推。
如果满足下列(公式7)(公式4)(公式8)(公式9),那么系统在Ca上是时间可行的并且能量可行的。
1≤Cn≤|Ca| (公式9)
在稀疏(Dilute)策略的每一轮,节点为每一个通道计算新的周期这使得具有消息mi的系统是时间可行的,其中,节点找到新的周期意味着找到最小Cn。
f.组合策略
在组合策略中,节点将平衡(Balance)策略和稀疏(Dilute)策略组合起来使用从而来添加消息。
如果两个策略都能添加所述消息,那么选择具有较低响应时间的策略。
g.使能/禁止通道
在添加消息mi后,当系统是能量可行的但是非时间可行的,那么需要在相关的实时约束下使能另一个通道来传输所述消息mi。然而,如果系统是时间可行的但是非能量可行的,那么需要尝试禁止一个通道,其中:(i)在所述被禁止的通道上的消息集合具有比消息mi更低的优先级,(ii)当禁止所述通道时,那么系统变得能量可行。
h.葡萄(Grape)策略
本发明提出增加消息mi(mi∈M)的周期,使得所述消息mi在通道cj上具有最低优先级,从而系统变得时间可行并且能量可行来在通道cj上传输所述消息mi。
如果所述消息mi的新周期满足下面的(公式10)(公式11)(公式12),则所述消息mi可以被调度。
其中,
i.截断(Truncate)策略
在该部分中,当所述系统在添加消息mi时不是时间可行的或者不是能量可行的,本发明寻找比消息mi具有更低优先级的消息集合。在删除它们时,所述系统在添加消息mi时变成时间可行的并且能量可行的。
j.功率控制策略
为了最小化传输节点所消耗的能量,本发明提出在温度变化时,在传输中使用最低输入电流。其关键点在于利用最低传输功率来确保网络的连通性。通信范围R根据温度变化τ而变化,而温度变化τ影响传输功率Pt和接收敏感度Ps,假设有下述启发:“能够维持网络正确操作的最小输入电流可以实现最低的能量消耗”,那么根据传输范围公式(公式13)将传输功率Pt、输入电流I、通信范围R联系起来。
因此,找到最低的传输功率Pt意味着找到最小的输入电流I*和最短的通信范围R,其中,A0是在初始传输范围的路径损耗,由经验值确定,α是路径损耗指数,I*是能够到达在距离d处的目标节点所需要的电流(假设d是最短的传输范围)。因此,通过将R替换为d,以及将Ps替换为接收功率Pr,从而获得达到最低能量消耗的最小的输入电流I*。从而,通过(公式14)获得温度τ处的最低传输功率Ptτ(I*)。
Ptτ(I*)=10αlog10(d)+Prτ+A0 (公式14)
通过利用线性逼近来插值被广泛使用的无线电芯片2400的数据表中所提供的值,从而获得对应于d的I*的值。因此,利用(公式15)获得在传输Ptx时所消耗的功率。
Ptx=I*V (公式15)
其中,V是无线电电路的电压,单位是伏特。
上述功率控制策略被节点用于节省传输过程中的能量。
另一实施方式还提供了一种存储介质,其上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现上述实施方式提供的在时间和能量约束下RWSN中消息的传输调度方法。所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory,ROM)等。
另一实施方式还提供了一种在时间和能量约束下RWSN中消息的传输调度系统,该系统包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序。处理器是控制中心,利用各种接口和线路连接整个系统的各个部分,通过运行或执行存储在存储器内的软件程序和/或模块,以及调用存储在存储器内的数据,执行系统的各种功能和处理数据。在本申请实施方式中,处理器可以执行存储在存储器上的计算机程序时实现上述实施方式提供的在时间和能量约束下RWSN中消息的传输调度方法。
应当理解的是,以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不足以限制本发明的技术方案,对本领域普通技术人员来说,在本发明的精神和原则之内,可以根据上述说明加以增减、替换、变换或改进,而所有这些增减、替换、变换或改进后的技术方案,都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (11)
1.时间和能量约束下RWSN中消息的传输调度方法,其特征在于所述方法包括如下步骤:
步骤101,节点接收消息mi,将mi添加到单一通道cj中,其中,mi∈M,M为要被传输的消息集合,mi为新的周期性的消息;
步骤102,判断系统是否是时间可行的并且能量可行的,如果是,那么在通道cj中传输mi,否则进入步骤103;
步骤103,所述节点在平衡(Balance)策略和稀疏(Dilute)策略中选择一个策略来调度消息mi;
步骤104,判断系统是否是时间可行的并且能量可行的,如果是,那么就进入步骤105,否则进入步骤106;
步骤105,利用步骤103中选择的策略传输mi;
步骤106,判断系统是否是时间可行的但是能量非可行的,如果是,那么就进入步骤107,否则进入步骤108;
步骤107,禁止一个通道,其中在被禁止的通道上传输的消息具有比消息mi更低的优先级,进入步骤109;
步骤108,判断系统是否是能量可行的但是时间非可行的,如果是,那么就进入步骤110,否则进入步骤111;
步骤109,判断系统是否是时间可行的并且能量可行的,如果是,那么传输mi,否则进入步骤111;
步骤110,使能一个新的通道,进入步骤112;
步骤111,利用截断(Truncate)策略调度消息mi,进入步骤113;
步骤112,判断系统是否是时间可行的并且能量可行的,如果是,那么传输mi,否则进入步骤114;
步骤113,判断是否有比消息mi更低优先级的消息,如果有,则删除所述更低优先级的消息,并进入步骤103从而对消息mi的下一个周期进行调度,如果没有,则进入步骤115;
步骤114,利用葡萄(Grape)策略调度消息mi,进入步骤116;
步骤115,忽略消息mi,并结束对消息mi的调度,进入步骤117;
步骤116,判断系统是否是时间可行的并且能量可行的,如果是,那么传输mi,其中此时消息mi的周期Ti被延长为否则进入步骤111;
步骤117,结束。
2.根据权利要求1所述的时间和能量约束下RWSN中消息的传输调度方法,其特征在于所述步骤103中的平衡(Balance)策略为:
在添加消息mi后,当系统变得时间非可行或者能量非可行,每一个通道cj根据(公式5)给出能用于消息mi的WCTTgj,其中WCTT为最坏情况传输时间,为已经通过通道cj传输的消息,Ca为通道集合,
如果通道cj给出的WCTTgj满足WCTTgj≤WCTTij,那么就在通道cj传输消息mi;否则,根据消息mi剩余的WCTT将消息mi分配给Ca中的其它通道,所述剩余的WCTT为WCTTij-WCTTgj,以此类推,直到满足下述(公式6),其中Bj为传输速率:
3.根据权利要求1所述的时间和能量约束下RWSN中消息的传输调度方法,其特征在于所述稀疏(Dilute)策略为:
在添加消息mi后,当系统变得时间非可行或者能量非可行,将所述消息mi的周期Ti延长为从而使得所述系统在通道集合Ca是时间可行的并且能量可行,其中需要满足(公式7)和(公式8),其中为硬截止时间间隔,Cn为可用通道数量:
4.根据权利要求1所述的时间和能量约束下RWSN中消息的传输调度方法,其特征在于:
在所述步骤103中,如果平衡(Balance)策略和稀疏(Dilute)策略都能调度所述消息,那么在平衡(Balance)策略和稀疏(Dilute)策略中选择具有较低响应时间的策略。
5.根据权利要求1所述的时间和能量约束下RWSN中消息的传输调度方法,其特征在于所述Grape策略为:
在添加消息mi后,增加消息mi的周期为新周期,使得所述消息mi在通道cj上具有最低优先级,
如果所述消息mi的新周期满足下面的(公式10)(公式11)(公式12),则所述消息mi可以被调度,
其中,
6.根据权利要求1所述的时间和能量约束下RWSN中消息的传输调度方法,其特征在于所述截断(Truncate)策略为:
在添加消息mi后,当系统变得时间非可行或者能量非可行,则删除比消息mi具有更低优先级的消息。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的时间和能量约束下RWSN中消息的传输调度方法,其特征在于:
在步骤105、步骤109、步骤112、步骤116中的至少一个中,传输mi利用EDF调度算法。
8.根据权利要求1-6中任意一项所述的时间和能量约束下RWSN中消息的传输调度方法,其特征在于:
在步骤102中,使用功率控制策略在通道cj中传输mi。
9.根据权利要求8所述的时间和能量约束下RWSN中消息的传输调度方法,其特征在于所述功率控制策略为:
根据传输范围公式13将传输功率Pt、输入电流I、通信范围R联系起来,
其中,A0是在初始传输范围的路径损耗,α是路径损耗指数,I*是能够到达在距离d处的目标节点所需要的电流,d是最短的传输范围,
通过将R替换为d,以及将接收敏感度Ps替换为接收功率Pr,获得达到最低能量消耗的最小的输入电流I*,通过公式14获得温度τ处的最低传输功率Ptτ(I*),
Ptτ(I*)=10αlog10(d)+Prτ+A0 (公式14)。
10.一种存储介质,其上存储有计算机程序,其中,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至9中任一项权利要求所述的方法。
11.一种时间和能量约束下RWSN中消息的传输调度系统,包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序,其中,所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至9中任一项权利要求所述的方法。
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朱路,刘媛媛,慈白山,潘泽中: "多稀疏基分簇压缩感知的WSN数据融合方法", 《传感技术学报》 * |
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