随机功率控制在分簇结构无线传感器网络中的应用

摘  要： 分析了分簇结构无线传感器网络中随机功率控制的成功通信概率，并提出由网络对成功通信概率的要求来决定簇内通信时节点发送功率的最大值和最小值。仿真数据表明，在节点密度较高的分簇结构无线传感器网络中，随机功率控制与固定功率控制相比，有更高的能量效率。
关键词： 无线传感器网络； 分簇； 功率控制； 成功通信概率
       在无线网络中采用功率控制技术可根据发送节点与目的节点之间的距离及当前的信道状况，以适当的发射功率发送来减少不必要的能量消耗，而且可降低信号传输过程中的相互干扰[1]。参考文献[2]提出了一种节点发射功率随机分布在某个功率区间的无线自组织网功率控制方法，使得在获得与固定功率控制相当的成功传输概率时可节省网络能量消耗以延长网络生存周期。参考文献[3]分析了随机功率控制方法对无线自组织网的性能影响，并验证了该方法在高节点密度的网络中可提高网络的连接性并缓解节点碰撞问题。在分簇结构无线传感器网络中节点密度较大，往往会有多个传感器节点感知同一监测区域的数据，从而引起同一簇内中多个节点向簇头节点同时发送数据的数据交换情况[4]。采用随机功率控制可在保证网络数据传输成功概率基本不变的情况下节省网络的能量消耗[5]。本文分析了分簇结构无线传感器网络中随机功率控制的节点间传输成功概率，并提出在满足网络对成功传输概率需求的条件下来合理设置簇内通信时节点的最大发射功率和最小发射功率。