異構(gòu)供電無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的能量管理和跨層優(yōu)化.pdf

1、可再生能源的開發(fā)和利用，是解決無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)能量限制的一種有效途徑。但是，由于可再生能源的不穩(wěn)定性，無(wú)法保證網(wǎng)絡(luò)的持久工作。為此，本文提出了一種可再生能源、電網(wǎng)和無(wú)線能量傳輸聯(lián)合供電的異構(gòu)供電模式。
　　本文在深入分析了目前國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀和實(shí)際應(yīng)用的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一系列針對(duì)異構(gòu)供電模式的能量管理和跨層優(yōu)化問題，開展了如下研究：
　　(1)提出一種新的系統(tǒng)模型，考慮了傳感、傳輸和接收的多種能源消耗，電網(wǎng)、可再生能源和混合能源

2、的異構(gòu)能源供應(yīng)，以及電價(jià)、信道和能源采集的多維隨機(jī)性，構(gòu)造了一個(gè)基于隊(duì)列穩(wěn)定和鏈路容量共同約束的離散隨機(jī)跨層優(yōu)化問題。利用李雅普諾夫加罰漂移優(yōu)化方法和塊坐標(biāo)下降法獲得了瞬時(shí)全分布、低復(fù)雜度的跨層算法，實(shí)現(xiàn)了時(shí)間平均隊(duì)列積壓與時(shí)間平均速率效用最大化、電力成本最小化的目標(biāo)函數(shù)之間的權(quán)衡。仿真結(jié)果驗(yàn)證了算法性能，表明了在可再生能源稀缺的情況下異構(gòu)供電模式能夠顯著改善網(wǎng)絡(luò)性能。
　　(2)針對(duì)多跳、多播、信息源相關(guān)的異構(gòu)供電無(wú)線多媒體傳感

3、器網(wǎng)絡(luò)，提出了一種聯(lián)合分布式信源編碼和網(wǎng)絡(luò)編碼的能量管理和跨層優(yōu)化模型。采用分布式失真信源編碼技術(shù)去除數(shù)據(jù)間的相關(guān)性，減少數(shù)據(jù)的傳輸量和能源消耗。利用網(wǎng)絡(luò)編碼，增加多播傳輸吞吐量、降低能耗?；诶钛牌罩Z夫加罰漂移優(yōu)化方法、對(duì)偶算法和塊坐標(biāo)下降法，本文設(shè)計(jì)了一種完全分布式算法，實(shí)現(xiàn)了時(shí)間平均隊(duì)列積壓與時(shí)間平均可重建失真效用最大化、電力成本最小化的目標(biāo)函數(shù)之間的權(quán)衡，并以仿真驗(yàn)證了算法性能。
　　(3)針對(duì)可再生能源和無(wú)線能量傳輸共存