基于資源分配的無線體域網(wǎng)生命周期優(yōu)化研究.pdf

1、近年來，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)取得了巨大的進(jìn)步，其應(yīng)用逐漸覆蓋生活各個(gè)方面，尤其是在醫(yī)療健康監(jiān)控領(lǐng)域。無線體域網(wǎng)是由附著在人體體表或體內(nèi)，用來采集不同人體生理信號(hào)的各種無線傳感器節(jié)點(diǎn)和一個(gè)中心節(jié)點(diǎn)組成。傳感器節(jié)點(diǎn)將采集到的生理數(shù)據(jù)傳送到某個(gè)具備一定處理能力的中心節(jié)點(diǎn)上，然后通過移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到醫(yī)院的處理系統(tǒng)。由于節(jié)點(diǎn)體積小，電池能量有限，若節(jié)點(diǎn)電量消耗完，整個(gè)無線體域網(wǎng)就會(huì)有崩潰的風(fēng)險(xiǎn)，所以提高網(wǎng)絡(luò)能量效率、最大化網(wǎng)絡(luò)生命周期是無線體域

2、網(wǎng)中的一個(gè)核心問題。
　　本文針對(duì)無線體域網(wǎng)的特點(diǎn)，從資源分配的角度出發(fā)，基于實(shí)際生理信號(hào)，信道特性等對(duì)無線體域網(wǎng)進(jìn)行生命周期最大化研究。建立基于資源分配的無線體域網(wǎng)生命周期優(yōu)化模型并對(duì)其進(jìn)行求解。本文開展的主要工作如下：
　　第一，無線體域網(wǎng)系統(tǒng)模型構(gòu)建。研究分析了包括無線體域網(wǎng)信源特性、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、信道衰落模型、比特誤碼率和信噪比以及網(wǎng)絡(luò)工作模式在內(nèi)的系統(tǒng)模型，并選定了本文的研究背景。
　　第二，靜態(tài)條件下的無線

3、體域網(wǎng)能耗優(yōu)化模型的建立。以典型的無線體域網(wǎng)結(jié)構(gòu)以及生理信號(hào)信號(hào)量為背景，從資源分配、時(shí)不變信道特性的角度出發(fā)，首先建立一幀內(nèi)時(shí)間資源均勻分配僅優(yōu)化功率的次優(yōu)化模型，在此基礎(chǔ)上，提出了一種同時(shí)對(duì)節(jié)點(diǎn)發(fā)射功率和一幀內(nèi)時(shí)間資源優(yōu)化分配的優(yōu)化方案，建立靜態(tài)條件下能量最小化的資源優(yōu)化分配數(shù)學(xué)模型。這兩個(gè)模型都可以看做是幾何規(guī)劃問題，從而可以作為凸優(yōu)化問題解決。通過對(duì)這兩個(gè)數(shù)學(xué)模型的仿真及分析得到結(jié)論：對(duì)資源進(jìn)行合理的優(yōu)化分配，網(wǎng)絡(luò)能量效率可以達(dá)