一種面向無線體域網的功率優化路由算法

彭 藝，張 聳

(昆明理工大學 信息工程與自動化學院，云南 昆明 650500)

隨著無線體域網(Wireless Body Area Network, WBAN)[1]技術的逐漸成熟，其在公共醫療，體育運動等方面具有廣泛的應用前景。無線體域網具有多跳、自組織，自主配置的特點[2]，其節點一般為電池供電，故能量有限[3]。此外，WBAN的鏈路是無線信道，加之人體的運動是難以預知的，從而導致信道的質量是處于隨之變化的狀態[4]。文獻[5]通過對已有節能策略的分析，得出如何部署轉發節點位置是減少能耗的關鍵。文獻[6]提出了自適應睡眠調度的路由算法，可以一定程度降低處于睡眠或者功率較低狀態下節點的能量消耗，從而使體域網的生存期得以延長。文獻[5～6]提出的節能策略都未涉及節點功率變化對體域網能量損耗的影響。因此，有必要以節點功率為主要控制因素，對WBAN的能耗進行深入研究。

本文在原有AODV算法的基礎上，以延長無線體域網的生存期為目的，設計了一種基于功率控制的能耗優化算法PC-AODV。該路由根據WBAN的實時狀態，動態調節節點的發射功率和傳輸路徑，能夠最大限度利用節點的能量，有效延長網絡生存期，并通過Matlab進行仿真驗證。

1 系統模型

1.1 無線體域網節點發射功率分析

無線體域網中，在確保信息準確傳遞的前提下，可以通過調節傳感器節點的發射功率，來滿足不同的傳輸半徑，同時將能量消耗降到最小[7]。假定體域網中有n個節點，其傳輸的數據信息為k位，與下一個傳輸節點的距離為d,則發射節點的能量……