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可充電E+E傳感器網絡的資源管理與優(yōu)化
隨著E+E傳感器技術、無線通信技術和微電子技術的迅猛發(fā)展，無線E+E傳感器網絡成為多學科交叉的熱點前沿研究領域之一，也是當前上zui受關注的高科技技術之一。無線E+E傳感器網絡以低成本、低功耗、分布式計算、自組織等特點在諸多領域得到廣泛應用，如工業(yè)過程、環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療護理、物聯網和智能電網等，具有廣闊的應用前景和很高的商業(yè)價值，因此受到學術界和工業(yè)界的高度關注。

可充電E+E傳感器網絡的資源管理與優(yōu)化
受電池技術發(fā)展的限制，E+E傳感器節(jié)點的電源能量極其有限，限制了無線E+E傳感器網絡的推廣應用。為了解決E+E傳感器節(jié)點能量受限問題，將能量收集技術作為E+E傳感器節(jié)點的能量補充手段的可充電E+E傳感器網絡應運而生，為E+E傳感器節(jié)點的長期有效運行提供了可能。能量收集技術為解決無線E+E傳感器網絡的能源供給問題提供有效途徑的同時，也為可充電E+E傳感器網絡的研究帶來了新的挑戰(zhàn)：由于所獲取的能量是不穩(wěn)定且不可控的，如何有效地管理和利用所獲取的能量，使得網絡的性能得到優(yōu)化是可充電E+E傳感器網絡中急需解決的首要問題。結合國內外的研究成果，考慮了各種場景下可充電E+E傳感器網絡中的資源管理與優(yōu)化問題，并針對不同的場景提出了相應的資源管理及其優(yōu)化算法。主要工作和貢獻可概括為以下幾個方面：介紹了可充電E+E傳感器網絡的產生背景、相關概念、優(yōu)勢、應用領域、所面臨的挑戰(zhàn)及其國內外在資源管理與優(yōu)化方面的研究現狀。研究了可充電E+E傳感器網絡中電池容量受限情況下的資源管理與優(yōu)化問題。針對能量獲取的不穩(wěn)定性以及節(jié)點電池的存儲能量有限等特性，提出了一種自適應能量分配方案，使得E+E傳感器節(jié)點能夠以一種高效的方式來管理其能量消耗，并設計了一種分布式采樣速率控制算法使得每個E+E傳感器節(jié)點都能獲得*的采樣速率。此外，還設計一種改進的能量分配方案用于降低所獲取能量估計誤差對系統(tǒng)性能的影響。zui后，通過大量的仿真驗證了算法的有效性。研究了可充電E+E傳感器網絡中時空耦合下的資源管理與優(yōu)化問題?？沙潆奅+E傳感器節(jié)點的能量獲取和能量消耗在時域上具有耦合性，且E+E傳感器節(jié)點的能量消耗因數據傳輸在空間上也具有耦合性。為了獲得*網絡數據收集，通過分析能量獲取與能量消耗之間的時空關聯性以及能量消耗與數據傳輸之間的關系，利用對偶分解理論設計了一種聯合能量管理和采樣速率控制的分布式算法，使得整個網絡的效用zui大化。通過與已有算法的仿真結果比較，驗證了所提出算法的*性。研究了動態(tài)網絡拓撲下可充電E+E傳感器網絡的能量管理與數據收集問題。由于能量獲取過程的不穩(wěn)定性和E+E傳感器節(jié)點調整功率所引起的網絡拓撲動態(tài)性，使得可充電E+E傳感器網絡的數據收集變得更加復雜。針對該問題，首先設計了一種均衡的能量分配方案來管理E+E傳感器節(jié)點的能量消耗，然后提出了一種分布式的聯合采樣速率控制、功率控制和路由控制的算法來優(yōu)化整個網絡性能。并從理論上證明算法的收斂性和*性。此外，還設計了一種改進能量管理策略和拓撲管理策略來盡量減少能量調整次數和計算復雜度。仿真結果表明提出的算法能夠有效地利用所獲取能量來*化網絡性能。

可充電E+E傳感器網絡的資源管理與優(yōu)化
研究了移動匯聚節(jié)點下可充電E+E傳感器網絡的數據收集問題。通過將移動匯集節(jié)點引入到可充電E+E傳感器網絡中來緩解資源和負載不均衡性所帶來的性能下降。針對移動匯聚節(jié)點下的數據收集問題，通過轉移能量消耗限制和分析*解的必要條件將原數據收集問題轉化為一個近似的網絡效用zui大化問題，并證明該問題是一個凸優(yōu)化問題。然后設計了一種聯合功率控制、路由選擇和E+E傳感器調度的分布式算法，使得節(jié)點能夠有效地利用所獲取的能量來zui大化網絡性能。