無線傳感器網(wǎng)絡在工業(yè)監(jiān)測以及環(huán)境監(jiān)測等場景中具有廣泛的應用。然而,利用無線網(wǎng)絡收集和傳遞環(huán)境信息時需要消耗傳感器節(jié)點的能量,在無線的情況下這些能量通常來源于傳感器自身能量儲備,一旦能量耗盡,傳感器節(jié)點也隨之失效。這就要求我們針對能量有限的無線傳感器網(wǎng)絡系統(tǒng)進行能量調(diào)度策略的設計。調(diào)度策略常用于設計路由路徑、擴大通信覆蓋范圍等,而本文使用狀態(tài)估計精度作為調(diào)度策略的指標。因此,盡管低功率的信號傳遞會增大數(shù)據(jù)包丟失的概率,我們?nèi)孕枰M可能在傳輸信號質(zhì)量和傳輸功耗之間權(quán)衡折中,在一定的能量供給下,保證一定的傳感器節(jié)點壽命的同時提高狀態(tài)估計精度,即信號傳輸精度。總之,本文討論了傳感器與估計器距離較遠時傳輸精度和傳輸能耗的折中問題,使用了一類特殊的無線傳感器網(wǎng)絡——即,帶有中繼節(jié)點或反饋環(huán)路等附加結(jié)構(gòu)的無線傳感器網(wǎng)絡,來降低丟包率,進而對遠端狀態(tài)估計進行優(yōu)化。首先,我們對具有中繼節(jié)點的無線傳感器網(wǎng)絡在有限時間內(nèi)進行狀態(tài)估計并找到最優(yōu)傳感器和中繼節(jié)點功率發(fā)送策略。之前的工作通過一個預定義的閾值為無線傳感器網(wǎng)絡調(diào)整能耗和估計精度之間的折中,而我們則用算法來尋找最優(yōu)發(fā)送策略來獲得最小的估計誤差期望。該算... 

【文章來源】：中國科學技術(shù)大學安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．１卡爾曼濾波模型??注：方框表示矩陣；橢圓表示多元正態(tài)分布，其中的兩個參數(shù)分別是均值和協(xié)方??差；因本例中參數(shù)不隨時間變化，所以腳標省略

（ａ）定理３．５的子問題ｉ）?（ｂ）定理３．５的子問題ｉｉ）??Ｔｒ［Ｊ｝（ｌ）］?Ｔｔ［Ｊ｝〇）］??１３０．???，??????????????７５，???，???，?，?，?ｒ－?????１２０．?？￣７０?Ａ??：：?：：Ａ?Ａ?／?／??－八—－／—；?＼?／?＼?７?＼?Ｉ．??：?ｖ?ｖ?ｖ??－＂ＴＴ?＾?Ｉ＇?－＾ＴＴＴＴＴＴＴＴｉ／??（Ｃ）定理３．５的子問題ｉｉｉ）?（ｄ）定理３．５的子問題ｉｖ）??圖３．３定理３．Ｓ的子問題的舉例驗證??定理３．５分解成的四個子問題的仿真驗證。圖中縱坐標是策略在估計器上的誤差??協(xié)方差的跡，青色圓點是隨機序列產(chǎn)生的誤差，青色虛線是其平均值；藍色圓點??是傳感器按定理３．２使用最優(yōu)發(fā)送策略、中繼節(jié)點使用隨機策略產(chǎn)生的誤差，藍色??虛線是其平均值；梅紅色圓點是中繼節(jié)點按推論３．４使用最優(yōu)發(fā)送策略、傳感器使??用隨機策略產(chǎn)生的誤差，梅紅曲線是其平均值；紅色圓點是本章策略產(chǎn)生的誤差，??紅色虛線是其平均值。??３０??

?？?；??２３４?５６７?８９?１０?＾?２３４５６７８９?１０＾??（ａ）定理３．５的子問題ｉ）?（ｂ）定理３．５的子問題ｉｉ）??４００．?．?．?．???????????１?１４０｜?＇?＇???１???????＇??３Ｍ?：?，ａ＿?／、??２５０?：?——＼７＼??－?．?－??￣２￣＾￣￣；￣ａ￣ｅ；￣￣ｉ￣；￣？ｉ１?ｍＩ￣＾；￣：￣ｓ￣；￣；￣ｉ￣￣Ｊ??（ｃ）定理３．５的子問題Ｕｉ）?（ｄ）定理３．５的子問題ｉｖ＞??圖３．４定理３．５的了間題的準例驗證??定理３．５分解成的四個子問題的仿真驗證，橫縱坐標軸以及不同顏色曲線的含義??均與圖３．３相同。此時我們我們選取參數(shù)發(fā)送序列總長Ｔ?＝?６，總高功率信號數(shù)??ｍ?＝?２，丟包率ａ?＝?０．７和信號發(fā)射器個數(shù)《?＝?３。??３．４．２算法的實例驗證??這里我們給出模型和算法的實例。假設系統(tǒng)除上述（３．１５）之外，再另令如??下參數(shù)為：??Ｔ?＝?６，?ｍ?—?２，?ｎ?—?３，?ａ?＝?０．９，??其中ｍ代表一個節(jié)點可以發(fā)送的高功率信號的總次數(shù)，《是總的發(fā)送信號節(jié)點??數(shù)。根據(jù)我們的算法，我們得到最優(yōu)的傳感器和中繼節(jié)點能量調(diào)度策略％，?ｈ和??０２，見表?３．６。??表３．６總時長為６吋傳感器和兩個中繼節(jié)點的策略??時刻ｋ?１２３４５６??６？〇?０?０?１０?１０??９１?０?１?０?０?０?１??９２?１?０?０?１?０?０??３１??

【參考文獻】：
期刊論文
[1]矩陣乘積之跡的不等式[J]. 馮秀紅,楊主旺.  山西大學學報(自然科學版). 2011(01)



本文編號：3538198