WSN中一种多跳协作MIMO传输策略

【摘 要】为解决无线传感器网络中能量节省的问题，基于协作MIMO技术，建立多跳协作传输模型，根据地理信息对WSN进行分域，并联合信道正交度提出一种多跳协作传输策略。仿真结果表明，本文提出的传输策略能有效减少“监测空洞”。

【关键词】WSN；协作MIMO；传输策略；节能

0 引言

基于以上问题，本文根据地理信息的算法进行动态分域，在考虑信道正交度和节点剩余能量的情况下，建立了一个应用更为广泛的多跳协作MIMO模型，提出多跳协作MIMO传输策略。

1 基于多跳协作MIMO的WSN模型

建立一个在边长为M的方形区域内随机分布着N个节点，所有传感器节点同构且能量有限，只具有简单的计算能力[3]。SINK节点能量、形状等不受限制，有较强的计算能力。各个节点完成定位后不能移动，节点之间能相互通信（包括SINK节点）得知彼此信息。

当某个区域内检测到触发事件时，普通节点采集数据，并将其传送到域首节点，域首节点对采集的数据进行融合后发往协作节点，协作节点对其进行STBC（空时分组码 Space-Time Block Coding）编码后再转发到下一跳，直至SINK节点。

2 节点剩余能量及能耗分析

3 实验仿真与分析

为验证该策略的节点存活率性能，针对E-MIMO（现有典型的基于LEACH协议的协作MIMO传输策略）和本文策略进行了对比仿真实验。

图1为100m*100m监测区域内的节点存活率。两种策略存活节点的分布性都比较好，但是在检测区域的右下方，本文策略的节点存活率要优于E-MIMO策略，本文提出的传输策略在采用了基于地理位置的动态分域后则有效地避免了节点能耗过早耗尽出现了监测空洞的现象。

4 结论

为解决无线传感器网络中的能耗问题，针对现在算法在监测空洞和信道正交度方面考虑的不足，根据节点地理信息分域，并联合信道正交度和节点剩余能量来选择协作节点提出了一种高效节能的多跳协作MIMO传输策略。仿真结果表明，文中提出的策略能有效地避免了监测空洞的现象。

【参考文献】

[3]Pei T， Xie D， Li Z， et al. A Heterogeneous-aware Cooperative MIMO Transmission Scheme in WSN[J]. Journal of Software， 2013， 8

（3）： 639-644.