無線傳感器網絡（Wireless Sensor Network,WSN）是由大量微型廉價的傳感器節(jié)點構成的分布式網絡。網絡中的傳感器節(jié)點可對監(jiān)測區(qū)域內的目標進行監(jiān)測,并利用無線通信技術,以單跳或多跳的方式將監(jiān)測數據傳遞至信息管理處。近年來,WSN因其自身良好的靈活性、優(yōu)異的自適應能力和自組織能力而受到了廣泛關注。然而普通的傳感器節(jié)點大多由能量有限的電池供電,節(jié)點的能耗問題逐漸成為限制其發(fā)展的重要因素。在此背景下,能量采集WSN應運而生。能量采集WSN能夠收集周圍環(huán)境中的能量并將其轉化為電能,是一種能夠為傳感器節(jié)點持續(xù)供能的新型網絡。論文以信息能量同傳和協(xié)作傳輸理論為基礎,研究了能量采集WSN系統(tǒng)的功率分配算法。常見的功率分配算法有獨立無協(xié)作傳輸算法、等功率分配算法、注水功率分配算法、信道反演功率分配算法等。傳統(tǒng)功率分配算法中,注水算法實現的網絡吞吐量最大,系統(tǒng)性能最優(yōu),但該算法并沒有考慮系統(tǒng)的能量因果約束條件。針對這一問題,本文提出了改進的能量轉移功率分配（Improving Energy-Transferring Power Allocation,IETPA）算法。論文主要內容和研究... 

【文章來源】：蘭州交通大學甘肅省

【文章頁數】：60 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

能量采集WSN系統(tǒng)模型

論文研究內容和主要工作由于傳統(tǒng) WSN 中傳感器節(jié)點能量有限，使得網絡自身生存時間受限。節(jié)點能量使網絡拓撲結構發(fā)生改變，嚴重時還會使整個網絡失效，由此一來不利于 WSN 發(fā)展。針對 WSN 網絡能量受限這一問題，目前多數文獻致力于研究如何采取有能手段延長網絡的生存時間，但這并不能從根本解決問題。此外，傳統(tǒng)的供電方傳感器節(jié)點的部署范圍有限，使 WSN 無法部署在一些特殊環(huán)境中。因此，本文能量采集技術，在傳統(tǒng) WSN 的基礎上加裝能量采集模塊，使系統(tǒng)具備能量自供能，并擴大傳感器節(jié)點的部署范圍。本文又在能量采集 WSN 的基礎上擬結合協(xié)技術，通過引入中繼節(jié)點達到增大網絡吞吐量、擴大通信網絡的覆蓋范圍、降低耗和通信環(huán)境中路徑損耗對信息、能量傳輸帶來的影響等目的。根據中繼節(jié)點轉的不同，本文還推導了能量采集 WSN 在解碼轉發(fā)（Decode-and-forward ，DF）轉發(fā)（Amplify-and-forward ，AF）模式下分別采用獨立無協(xié)作傳輸算法、等功算法及注水功率分配算法時中斷概率的表達式，并在傳統(tǒng)功率分配算法的基礎上進行了改進。本文研究框架如圖 1.2 所示。

2 能量采集 WSN 技術與系統(tǒng)模型2.1 無線傳感器網絡（WSN）概述2.1.1 WSN 的結構與特點無線傳感器網絡是由部署在監(jiān)測區(qū)域內大量微型廉價的傳感器節(jié)點和少數匯聚節(jié)點（sink node）或基站構成的一種無線通信系統(tǒng)[21]，其結構如圖 2.1 所示。多數情況下，傳感器節(jié)點通過多跳、自組織方式進行組網，這些傳感器節(jié)點同時具有傳感、信息處理和進行無線通信及路由的功能，且均由能量有限的電池供電。圖中節(jié)點 A、B 之間的信息傳輸表示 WSN 中傳感器節(jié)點以 1 跳的方式進行信息傳遞，節(jié)點 A、C 之間的信息傳輸表示信息以 2 跳的方式傳遞。分布在監(jiān)測區(qū)域內的普通傳感器節(jié)點將采集到的數據通過多跳方式傳送到最近的匯聚節(jié)點或基站，再由匯聚節(jié)點或基站利用 Internet 或衛(wèi)星媒介將信息傳遞給任務管理節(jié)點。網絡中的任務管理節(jié)點對信息進行分類及管理后，由用戶進行集中處理。

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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本文編號：3280718