基于PID神经网络的无线体域网功率控制算法研究

摘要：

无线体域网络(wireless body sensor network,WBSN)在远程医疗保健、特殊人群监护等领域的应用已引起广泛关注.能量严格受限的场景使WBSN对节点的能耗要求非常高,因此能量消耗问题已经成为了对于无线体域网发展的主要挑战,而功率控制可以有效节省能量的消耗.设计了一种基于比例、积分、微分的神经网络(single-out PID proportion integral derivative neural network,SPIDNN)自适应网络功率机制来动态调整无线体域网中传感器节点的发射功率控制方法,利用具有自学习的PID控制算法来动态调整发射功率的大小.通过实验将所提算法与体域网中网内经典功率控制算法乘增加减(multiplicative increase additive decrease,MIAD)算法以及传统基于偏差的比例、积分、微分(proportion integral derivative,PID)控制算法进行了对比.实验结果证明,该算法不仅提高了收包率,保证了链路的质量,而且在相同的实验环境下,发送2 000个数据包的总耗能分别降低了20％以及16.6％.该算法在性能上优于MIAD和PID控制算法,为无线体域网中传感器的控制节能问题提供了一个较好的解决方案.

关键词：无线体域网络、功率控制、PID神经网络、能耗

所属期刊栏目：35

分类号：TP393(计算技术、计算机技术)

资助基金：浙江省自然科学基金资助项目Y16F020002;宁波市自然科学基金资助项目2015A610119;宁波市国际合作项目2016D10008;舟山市科技计划项目2017GY116

在线出版日期：2018-12-05（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：2744-2747,2761