針對目前能量收集技術(shù)能夠收集到的可用能量受限,導(dǎo)致無線協(xié)作網(wǎng)絡(luò)中繼節(jié)點(diǎn)處易出現(xiàn)能量短板的問題,為了避免整個(gè)網(wǎng)絡(luò)因中繼節(jié)點(diǎn)大量死亡而癱瘓,提出了一種基于能量收集技術(shù)的無線協(xié)作網(wǎng)絡(luò)中繼選擇方案,即聯(lián)合最大能量和最大數(shù)據(jù)傳輸鏈路的中繼選擇方案。首先,基于節(jié)點(diǎn)的能量收集狀況,選出每跳中能量最大的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行解碼轉(zhuǎn)發(fā);然后,結(jié)合每連續(xù)兩跳的鏈路傳輸狀態(tài),選出與源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)傳輸信道最優(yōu)者作為中繼節(jié)點(diǎn)。結(jié)合Nakagami-m信道衰落模型,將該方案與隨機(jī)選擇方案、最大數(shù)據(jù)鏈路信道增益（MaDs）方案和基于中繼-竊聽鏈路最小信道增益（BNBF）方案進(jìn)行對比分析,結(jié)果表明:在滿足收集的能量足夠用于下一時(shí)隙能量收集和數(shù)據(jù)傳輸?shù)那疤嵯?用于能量收集的比例越小,網(wǎng)絡(luò)中斷概率越小;聯(lián)合最大能量和最大數(shù)據(jù)傳輸鏈路的中繼選擇方案在網(wǎng)絡(luò)中斷性能方面優(yōu)于其他方案,其中斷概率隨信噪比的增大而減小,特別是當(dāng)平均信噪比為38dB時(shí),網(wǎng)絡(luò)中斷概率降到10-5。 

【文章來源】：工礦自動(dòng)化. 2020年03期 北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

無線協(xié)作網(wǎng)絡(luò)模型

能量收集和信號(hào)傳輸功率分配機(jī)制如圖2所示。用α（0<α<1）表示用于下一時(shí)隙能量收集工作的能量比例，η（0<η<1）表示能量轉(zhuǎn)換效率，則每個(gè)工作時(shí)隙T中用于能量收集的功率為αηP，用于信息傳輸?shù)墓β蕿椋?-α）ηP。源節(jié)點(diǎn)發(fā)送的信號(hào)x一部分被內(nèi)部電路轉(zhuǎn)換為能量，另一部分通過中繼解碼轉(zhuǎn)發(fā)。第i個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)Ri將接收信號(hào)重新編碼轉(zhuǎn)發(fā)至目的節(jié)點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)Ri接收的信號(hào)yRi及其收集的能量ER(i）分別為

平均信噪比為30dB、信道衰落嚴(yán)重度為2時(shí)各方案的中斷概率如圖4所示。可以看出，網(wǎng)絡(luò)中斷概率是α的凹函數(shù)，因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)需要更多的能量進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，所以當(dāng)α>0.25時(shí)，所有方案的網(wǎng)絡(luò)中斷概率值達(dá)到飽和；當(dāng)α<0.25時(shí)，本文方案、MaDs方案和BNBF方案的中斷概率值都低于隨機(jī)選擇方案的中斷概率值；特別是當(dāng)α越接近0時(shí)，3種方案的中斷概率值越低，這是因?yàn)殡S機(jī)選擇方案沒有考慮能量對節(jié)點(diǎn)的影響。因此，在滿足收集的能量足夠用于下一時(shí)隙能量收集和數(shù)據(jù)傳輸?shù)那疤嵯�，α越小越好。以隨機(jī)選擇方案為基準(zhǔn)，信道衰落嚴(yán)重度為2，α=0.2時(shí)各方案的中斷概率如圖5所示。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：2915984