协作MISO在无线传感器网络中的节能技术研究

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无线传感器网络是由大量的空间分布式传感器节点组成,通过无线多跳的方式,把所监测区域内的感兴趣信息进行及时的感知、采集和处理,最终传送到远方目的终端的网络系统。其应用涉及到诸多领域,但自身却是能量受限型的网络,因此如何能够在实现网络应用要求的前提下,更大程度的节省能量开销成为研究无线传感器网络的核心问题。本文首先对无线通信领域中能够有效提高信道和系统容量的协作MISO传输技术进行了深入研究,通过运用有限速率反馈技术、波束形成技术以及自适应调制编码技术等节能技术,提出了针对传输端不同信道状态信息的协作MISO策略,其中分析了反馈三种不同信道状态信息的情形。该协作MISO策略的接收节点依据获得的信道状态信息,优化得到最佳的波束形成权值和自适应调制编码方式,通过反馈的方式使得传输节点能够以最优的传输功率传输数据信息。通过MATLAB仿真验证,表明基于有限反馈Q-CSI的协作MISO策略可以获得与其它两种策略几乎一样的节能性能,但其适用范围更为广泛。在上述分析的基础上,从充分利用邻居节点信息和动态调整传输功率的角度出发,将基于有限反馈Q-CSI的协作MISO策略与分簇网络相结合,建立了一种新的协作MISO节能传输算法。该算法利用邻居节点信息来选择协作节点,采用有限反馈信道状态信息来调整传输节点的传输功率。在MATLAB平台上进行仿真验证,仿真结果表明:与LEACH算法、MISO-LEACH算法相比,协作MISO节能传输算法更加节省整个网络的能量开销,同时获得良好的通信性能。
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