能量采集型无线传感网络的能量管理与效用优化

基本信息
批准号:61374020
项目类别:面上项目
资助金额:80.00
负责人:徐伟强
学科分类:
依托单位:浙江理工大学
批准年份:2013
结题年份:2017
起止时间:2014-01-01 - 2017-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:史清江,王惠姣,俞成海,王成群,黄炯,张玉书,陈波,温书胜
关键词:
网络效用优化能量管理跨层优化资源分配无线传感网络
结项摘要

Energy Harvesting Wireless Sensor Networks (EH-WSN), utilizing energy harvesting technology as a means of energy supplement for sensor nodes, provides an effective way to solve the energy supply for sensor nodes. However, affected by the environment change, energy harvested by node is not stable. How to effectively utilize the dynamic time-varying energy, and to achieve the optimal and stable network performance are a challenging research topic. In this project, we will investigate the joint utility optimization problem of energy management and resource allocation, to achieve sustainable network operation and high transmission performance, and to match the dynamic time-varying energy supplement, under the network utility optimization framework, based on lyapunov optimization technology, layered optimization decomposition theory, and efficiently distributed optimization method. Key research problems mainly include: (1) joint utility optimization of energy management-compression control in point to point communication link; (2) joint utility optimization of energy management-cross layer resource allocation in multi-hop networks; (3) joint delay-aware utility optimization of energy management-cross layer resource allocation, to guarantee time-delay performance; (4) the analysis and design of the robust control strategy, to ensure the performance of joint utility optimization strategy under lossy feedback. This project will provide theoretical guidance for the practical application of EH-WSN.

能量采集型无线传感网络EH-WSN将能量采集技术作为传感器节点的能量补充手段,为解决传感器节点的能源供给问题提供了有效途径。然而,受环境影响,节点获取的能量不稳定。如何高效利用动态时变的能量,使网络获得稳定优化的性能是一项极富挑战的研究课题。本项目以网络效用优化为框架,以李雅普诺夫优化技术、分层优化分解理论、高效分布式优化方法为手段,以网络可持续运行、高性能传输为目标,开展了与动态时变补充能量相匹配的能量管理-资源分配联合效用优化研究,关键问题主要包括:(1)研究面向点对点单跳通信链路的能源管理-压缩控制联合效用优化;(2)研究面向任意拓扑多跳网络的能源管理-跨层资源分配联合效用优化;(3)研究时延感知型能源管理-跨层资源分配联合效用优化,保障时延性能;(4)分析设计鲁棒控制策略,保障联合效用优化策略在有损反馈下的性能。本项目研究将为EH-WSN的实际应用提供理论指导。

项目摘要

如何高效利用动态时变的能量,使网络获得稳定优化的性能是一项极富挑战的研究课题。本项目以网络效用优化为框架,以李雅普诺夫优化技术、分层优化分解理论、高效分布式优化方法为手段,以网络可持续运行、高性能传输为目标,深入研究能量采集型无线传感网络EH-WSN的能量管理和效用优化问题,重点开展了:(1)异构供电模式无线传感网络的能量管理和跨层优化,包括:信息流和能量流的联合优化分配、帧结构设计、认知无线资源分配、路由选择与会话调度、高效鲁棒算法、高效实时算法设计等。(2)面向无线携能通信系统的能量管理与效用优化,包括联合收发机设计、高能效传输策略设计、物理层安全传输策略、多天线全双工的联合优化设计等。以上研究确保EH-WSN能适应时变的能源供给特性,提高EH-WSN的数据传输性能,为EH-WSN的实际应用提供理论支撑与优化技术。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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