睡眠-唤醒循环无线传感器网络中基于信道探测的中继选择

在具有睡眠-唤醒循环节点的大型无线传感器网络中，对于数据包的地理转发，我们关注一个本地决策问题：持有数据包的节点需要从一组下一跳中继节点中选择一个，以将数据包转发至汇聚节点。每个中继都关联一个奖励值，该值概括了通过该中继转发数据包的收益。我们寻求该本地问题的解决方案，其思路是：如果每个节点都采用该方案，则可以为端到端转发问题提供一个合理的启发式方法。为此，我们提出一个中继选择问题，该问题包含一个转发节点和一组中继节点，其中中继节点按随机时间顺序依次唤醒。在每个中继唤醒时刻，转发节点可以选择探测一个中继以了解其奖励值，并据此决定是停止（并将数据包转发给所选的中继）还是继续等待更多中继唤醒。转发节点的目标是选择一个中继，以最小化等待延迟、奖励和探测成本的组合。我们的问题可被视为运筹学文献中研究的资产出售问题的一个变体。我们将中继选择问题建模为马尔可夫决策过程，并获得了最优策略的一些有趣的结构性结果（即阈值特性和阶段无关特性）。我们还进行了仿真实验，并获得了关于我们本地转发方案性能的宝贵见解。