无线传感器可调传输范围与功率度量

在不带来较大调整开销的前提下，传感器节点具有调整其传输范围的能力。一般优先选取公共传输半径，因为当前被认为是事实标准的媒体接入协议（如Zig-bee），要求它能够正常工作。但是，寻找一个最小公共传输半径是一个非常重要的问题，尤其是考虑到半径的维护管理问题。可能的折衷方案是假定每个传感器通过发送“问候”消息，能够确定其邻居信息。但是，当用于数据转发的邻居确定时，需要调整发射功率来反映传输距离。这里，我们仍然采用具有可调传输半径的UDG建模方法。在实际应用中，临界传输距离处存在着对现实物理层的影响，我们将在后面章节进行讨论。

一种简单的功耗模型是在参考文献（Rodoplu and Meng，1999）中引入的。在相距为d的两个节点之间发送和接收一条消息所需的总功率与d^α+c成正比，其中α是信号强度衰减因子，根据传输半径和传输环境的不同，取值范围通常在2和5之间。c是一个联系因子，用以代表发射机和接收机处理的信号以及准确接收信号所需的最小功率。参考文献（Heinzelman et al.，2000）再次提到了该模型。每比特功耗可以通过下式计算：

功耗=E_trans+βd^α+E_rec(www.xing528.com)

其中，E_trans和E_rec分别代表发射端和接收端电子设备的开销，它们是与距离无关的项。简单起见，通常假定E_trans和E_rec是相等的（Chen et al.，2004），且参考文献（Rodoplu and Meng，1999）模型中的c与E_trans和E_rec成正比。βd^α是与距离有关的项，代表从发送方到接收方（间距为d）传输1比特数据需要消耗的功率。如果一条消息中包含kbit，则功耗通常等于1比特功耗的k倍。

当节点的传输范围可调时，一般采用功率度量以多种方法来测量路由算法的最优性。最简单的方法是测量每跳的功耗，然后寻找一条总功耗（每跳消耗的功率总和）最小的路由。但是，一些节点是居中配置的，许多路径都会用到它们。其能量可能会被耗尽，而一些外围节点的能量仍接近于最大值。网络的生命周期可以采用多种方法来测量，包括出现第一个能量耗尽的节点或网络分隔（由于网络中存在着因节点能量耗尽形成的能量空洞，导致特定节点无法向汇聚节点发送报告信息）。这样，由于一些节点可能出现早期故障，因而最低能量度量路由可能无法实现网络生命周期最大化。一种备选方案是最大限度地延长网络的生命周期。