无线传感网络的自适应协作数据传输方法

【摘要】无线传感器网络的能量通常受限,而能量大小与网络性能密切相关,与之相关的网络性能评价指标中,生存时间是其中较为重要的一个。该文针对结合协作MIMO传输技术的无线传感器网络,提出了一种自适应的协作数据传输方法,该方法根据簇头与基站的距离选择传统的SISO传输模式或者协作传输模式,以提高网络的能量效率;根据两种传输模式的能量公式推导了距离门限表达式,研究了若干系统参数对门限的影响。结果表明:距离门限与调制阶数、协作节点总数均正相关;相比SISO模式或者协作传输模式,该自适应传输方法可以有效的延长网络生存时间。

【关键词】无线传感器网络;协作传输;空时分组码;MIMO;自适应传输

0   引言

WSN(Wireless Sensor Networks,无线传感器网络)由大量的传感节点组成,它们通常使用小电源供电,在工作过程中往往受到能量的限制[1-2],因此能耗效率是该类通信系统中的重要考虑因素。近年来,CMIMO (Cooperative Multi-input Multi-output,协作多入多出)技术,也称虚拟MIMO(Multi-input Multi-output,多入多出)技术,已经被研究者提出应用到WSN。该技术将若干空间邻近的传感器节点聚合在一起,形成虚拟的收发天线阵列,节点之间互相共享并且协作传输数据,这样可以减弱无线信道衰减影响,获得空间分集增益或者降低系统传输能耗。目前,WSN中基于分布式协作多天线的数据传输方法,已经成为研究热点[3-13]。