【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于無線通信領(lǐng)域，更具體的說涉及一種無線通訊模組的數(shù)據(jù)傳輸優(yōu)化方法。
技術(shù)介紹
1、傳統(tǒng)的無線通信模組多采用固定的數(shù)據(jù)傳輸策略，如固定的傳輸功率，固定的數(shù)據(jù)包大小等。但在復(fù)雜的無線通信環(huán)境下，這樣的策略往往難以滿足性能需求，例如通信質(zhì)量、時延、可靠性等。因此，需要針對具體的應(yīng)用背景和通信環(huán)境，優(yōu)化數(shù)據(jù)傳輸策略，以提高無線通信的性能。
2、然而，針對無線通信模組的數(shù)據(jù)傳輸優(yōu)化存在諸多挑戰(zhàn)。首先，無線通信環(huán)境具有很大的不確定性和動態(tài)性，如傳播路徑的變化、干擾源的存在等，這些都對數(shù)據(jù)傳輸策略的優(yōu)化帶來了困難。其次，數(shù)據(jù)傳輸優(yōu)化問題本身就是一個綜合考慮多個因素的多目標(biāo)優(yōu)化問題，如通信質(zhì)量、能源消耗、時延等，需要搜尋大量的解空間，尋找最優(yōu)解。另外，怎樣獲取和建立準(zhǔn)確的無線通信模組的能耗模型和數(shù)據(jù)傳輸評價模型，也是一大難題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的主要目標(biāo)是解決無線通信模組在數(shù)據(jù)傳輸過程中的能源消耗和性能優(yōu)化問題，具體來說，就是如何在保證數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量(包括傳輸?shù)目煽啃浴崟r性和穩(wěn)定性)的同時，盡可能降低能源消耗，從而延長設(shè)備時長并提高能源效率。同時，本專利技術(shù)還要考慮解決無線通信環(huán)境復(fù)雜不確定性的問題，需要找到一種方法能有效適應(yīng)動態(tài)的無線通信環(huán)境，并能根據(jù)實際情況進(jìn)行實時的優(yōu)化。
2、為了實現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)是采用以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：所述的方法包括：
3、建立無線通訊模組能耗模型，包括數(shù)據(jù)感知、處理和傳輸；
4、建立無線通訊
5、構(gòu)建優(yōu)化求解算法，對能耗模型進(jìn)行優(yōu)化求解，得到最優(yōu)的無線通訊模組數(shù)據(jù)傳輸方法。
6、在一個方案中，所述的無線通訊模組能耗模型，考慮傳感器的不同節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸距離不同，數(shù)據(jù)傳輸路徑不固定，不同節(jié)點(diǎn)的負(fù)載不同。
7、在一個方案中，所述的能耗模型為：
8、
9、其中、e是整個無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的總能耗，n是網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)集，i是網(wǎng)絡(luò)中的一個節(jié)點(diǎn)，eelec是每位數(shù)據(jù)的固定能耗，εamp是放大器能耗，k是每次傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包的大小，di是節(jié)點(diǎn)i的傳輸距離，t是節(jié)點(diǎn)i發(fā)送的數(shù)據(jù)包數(shù)量，eda是數(shù)據(jù)聚合的能耗，ri是節(jié)點(diǎn)i接收的數(shù)據(jù)包數(shù)量。
10、在一個方案中，所述的數(shù)據(jù)傳輸評價模型從以下幾個方面評價：(1)數(shù)據(jù)傳輸?shù)难永m(xù)性；
11、(2)數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃裕?/p>
12、(3)數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性。
13、在一個方案中，所述的數(shù)據(jù)傳輸評價模型為：
14、p＝α*c+β*r+γ*t-δ*e
15、其中：p是整體性能評價指標(biāo)，α、β、γ和δ是權(quán)重系數(shù)，用以表示延續(xù)性、可靠性、實時性和能耗在整體性能評價中的相對重要性，c是數(shù)據(jù)傳輸?shù)难永m(xù)性，r是數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃裕瑃是數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性，e是能耗。
16、在一個方案中，所述的優(yōu)化求解算法采用改進(jìn)后的螢火蟲算法，改進(jìn)點(diǎn)包括：
17、(1)改進(jìn)編碼系統(tǒng)；
18、(2)改進(jìn)種群初始化方法；
19、(3)改進(jìn)飛行策略。
20、在一個方案中，所述的改進(jìn)編碼系統(tǒng)，每只螢火蟲代表一條可行的數(shù)據(jù)傳輸路徑，其編碼為從起始節(jié)點(diǎn)到數(shù)據(jù)中心，也稱為終止節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸路徑上所有節(jié)點(diǎn)的編號。
21、在一個方案中，所述的改進(jìn)種群初始化方法步驟如下：
22、1)利用鄰接矩陣來表征不同節(jié)點(diǎn)之間是否鄰接；
23、2)計算鄰接節(jié)點(diǎn)的搜索概率；
24、3)當(dāng)前節(jié)點(diǎn)根據(jù)搜索概率，利用輪盤賭方法在鄰接節(jié)點(diǎn)集合中搜索一個節(jié)點(diǎn)作為數(shù)據(jù)傳輸?shù)南乱粋€節(jié)點(diǎn)；
25、4)不斷重復(fù)步驟3)，當(dāng)數(shù)據(jù)到達(dá)終止節(jié)點(diǎn)后，表明已經(jīng)形成了完整的數(shù)據(jù)傳輸路徑，不再搜索下一個節(jié)點(diǎn)；在最后一個中間節(jié)點(diǎn)和終止節(jié)點(diǎn)之間插入虛擬節(jié)點(diǎn)，即完成了一只螢火蟲的初始化。
26、在一個方案中，所述的改進(jìn)飛行策略采用協(xié)同飛行，利用漢明距離定義螢火蟲之間的距離；協(xié)同飛行策略包括自由飛行、鄰域飛行和跨域飛行3種飛行模式。
27、本專利技術(shù)有益效果：
28、本專利技術(shù)的數(shù)據(jù)傳輸優(yōu)化方法采用了能耗模型和評價模型，能同時保證無線傳輸?shù)目煽啃浴崟r性和穩(wěn)定性，同時盡可能降低能源消耗。這就意味著，無線通信模組的使用壽命將會得到顯著提升，這對于一些在苛刻環(huán)境下工作、難以更換電池的設(shè)備尤其重要。另外，優(yōu)化算法能夠?qū)崿F(xiàn)實時優(yōu)化，可以根據(jù)無線通信環(huán)境的實時變化作出響應(yīng)，優(yōu)化數(shù)據(jù)傳輸策略，保證數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量。而改進(jìn)的螢火蟲算法則提高了優(yōu)化的效率和實用性，大大減少了計算的復(fù)雜度和時間，使得本專利技術(shù)的方法能夠在實際應(yīng)用中發(fā)揮效用。總的來說，本專利技術(shù)能夠提高無線通信模組的性能、延長其使用壽命，同時提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)男屎唾|(zhì)量，對于推動無線通信技術(shù)的發(fā)展具有積極的推動作用。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種無線通訊模組的數(shù)據(jù)傳輸優(yōu)化方法，其特征在于：所述的方法包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無線通訊模組的數(shù)據(jù)傳輸優(yōu)化方法，其特征在于：所述的無線通訊模組能耗模型，考慮傳感器的不同節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸距離不同，數(shù)據(jù)傳輸路徑不固定，不同節(jié)點(diǎn)的負(fù)載不同。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種無線通訊模組的數(shù)據(jù)傳輸優(yōu)化方法，其特征在于：所述的能耗模型為：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無線通訊模組的數(shù)據(jù)傳輸優(yōu)化方法，其特征在于：所述的數(shù)據(jù)傳輸評價模型從以下幾個方面評價：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種無線通訊模組的數(shù)據(jù)傳輸優(yōu)化方法，其特征在于：所述的數(shù)據(jù)傳輸評價模型為：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無線通訊模組的數(shù)據(jù)傳輸優(yōu)化方法，其特征在于：所述的優(yōu)化求解算法采用改進(jìn)后的螢火蟲算法，改進(jìn)點(diǎn)包括：
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種無線通訊模組的數(shù)據(jù)傳輸優(yōu)化方法，其特征在于：所述的改進(jìn)編碼系統(tǒng)，每只螢火蟲代表一條可行的數(shù)據(jù)傳輸路徑，其編碼為從起始節(jié)點(diǎn)到數(shù)據(jù)中心，也稱為終止節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸路徑上所有節(jié)點(diǎn)的編號。
8.根據(jù)權(quán)利要
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種無線通訊模組的數(shù)據(jù)傳輸優(yōu)化方法，其特征在于：所述的改進(jìn)飛行策略采用協(xié)同飛行，利用漢明距離定義螢火蟲之間的距離；協(xié)同飛行策略包括自由飛行、鄰域飛行和跨域飛行3種飛行模式。
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1.一種無線通訊模組的數(shù)據(jù)傳輸優(yōu)化方法，其特征在于：所述的方法包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無線通訊模組的數(shù)據(jù)傳輸優(yōu)化方法，其特征在于：所述的無線通訊模組能耗模型，考慮傳感器的不同節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸距離不同，數(shù)據(jù)傳輸路徑不固定，不同節(jié)點(diǎn)的負(fù)載不同。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種無線通訊模組的數(shù)據(jù)傳輸優(yōu)化方法，其特征在于：所述的能耗模型為：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無線通訊模組的數(shù)據(jù)傳輸優(yōu)化方法，其特征在于：所述的數(shù)據(jù)傳輸評價模型從以下幾個方面評價：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種無線通訊模組的數(shù)據(jù)傳輸優(yōu)化方法，其特征在于：所述的數(shù)據(jù)傳輸評價模型為：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：鄧志穎，鄭好，鄭智宇，李浩然，凌榮超，
申請(專利權(quán))人：鷹駕科技深圳有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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