無線多跳網絡的網絡壽命最大化模型及其求解*

孟 娟

（駐馬店職業技術學院，河南 駐馬店 463000）

0 引言

由于無線網絡中的節點是由電池供電，網絡壽命成為無線網絡的研究熱點。據此，研究人員提出不同的能量補給策略，如無線能量收集（wireless energy harvesting，WEH）、無線能量傳輸（wireless power transfer，WPT）。WEH 是通過從周圍無線射頻信號收集能量，進而給電池充電；WPT 是通過多類射頻資源，如頻率、時間以及天線，主動地將無線能量傳輸至設備。

例如，文獻［2］提出無線信息和無線能量同步傳輸技術，其通過無線媒介同時傳輸能量和數據。由于靜態基站能夠向節點補給大量的能量，目前WPT 廣泛應用于蜂窩網絡。目前，研究人員將WPT 擴展至無線網絡。在分布式的無線網絡中，多跳通信是無線網絡的典型通信方式，由于多跳通信涉及到多個節點，縮短了節點間的物理距離，所以更適用WEH 和WPT 技術。

為了滿足端到端傳輸速率要求的同時最大化網絡性能，文獻［4］分析了信息和能量傳輸的協作問題。其允許多跳通信中的多跳節點同時接收能量和數據。這些研究表明，在多跳網絡中使用WPT 的主要目的是最大化傳輸跳數、吞吐量以及能量效率。由此可見，目前的研究工作并沒有考慮到如何利用WPT 擴延網絡壽命。

為此，本文提出基于無線能量傳輸的網絡壽命延長算法（WPEL）。WPEL 算法將延長多跳網絡壽命問題轉化為目標優化問題。再將優化問題轉化成線性規劃問題，利用對偶單純形法求解，獲取節點的最優的WPT 時間，實現延長網絡壽命的目的。

1 系統模型

考慮多跳傳輸的系統模型。……