[发明专利]一种在稠密无线传感器网络中降低延时和能耗的方法

权利要求书

1.一种在稠密无线传感器网络中降低延时和能耗的方法，其特征在于，在无线传感器网络中，在不改变节点占空比的情况下，在n×1/τ1的稠密网络中的不同距离处，设置不同的最小一跳前进距离r₀，获得最小一跳前进距离的方法是，当r₀从0～r遍历时，使得下面的公式取得最小值：

其中，是一跳延时，即发送者将数据包成功传送给中继节点的延时，τ是占空比的倒数，即周期长度/活跃时间，将节点的活跃时间长度定为一个时隙，τ就是一个周期包含的时隙个数；ρ是传感器节点分布的密度，r是传感器节点的传输半径；是发送者的转发节点集所属区域的面积，由下面的公式获得：

其中，

距离sink为L米的发送者，其数据包被路由到sink所需要的跳数，是用L减掉每次传输的前进距离，直到得到的值为0或者小于0，假设发送者将数据包发送给中继节点之后，中继节点距sink的距离为L′米,则(L-L′)米为一跳前进距离；距离sink为L米的发送者，其一跳的前进距离为x的概率由下式得到：

则一跳的前进距离为下式：

使得公式成立的N_h即为跳数，其中ohd_i为第i跳的前进距离；端到端的延时由下式得到：

其中为第i跳的延时；

减少了发送者的转发节点集的数量以避免无线发送时的冲突干扰，距离sink为L米的发送者，在设置了最小一跳前进距离r₀之后，其转发集的数量为n＝ρ·[(L-r₀)²·α+r²·β-L·r·sin(β)]，其中ρ是节点分布密度；从而减少了节点一跳数据发送的延时，同时减少了数据包到达sink所需的路由跳数，从而降低了端到端的延时；并且转发节点集数量的减少会降低碰撞，这样会降低网络负载，进而降低了能耗，提高了网络寿命；其中，n是指发送节点的转发节点集的数量，转发节点集是指在发送者传输半径内,比发送者更靠近sink的节点的集合；τ是占空比的倒数，即周期长度/活跃时间，将节点的活跃时间长度定为一个时隙，τ就是一个周期包含的时隙个数；设置的最小一跳前进距离r₀是指，只有当接收者使得一跳前进的距离大于r₀时才进行转发。