無線電力伝送型センサネットワークにおけるチャネル状態を考慮した電力伝送スケジューリング法

摘要

近年、WSNs (Wireless Sensor Networks)の問題点であるセンサノードのバッテリー交換を不要とするWPSNs (Wireless Powered Sensor Networks)の研究が活発に行われている。本稿では、バッテリーで動作するシンクノードがセンサノードのデータ集約及び電力伝送を行うWPSNsに注目する。時間変動を伴う伝搬環境下において、シンクがチャネル状態を考慮せず電力伝送を行う場合、チャネル状態が悪いノードが多数存在している時間帯に電力伝送を行う可能性があり、シンクのバッテリーの非効率利用の一因となる。そこで、本稿では、チャネル状態が良いノードが多数存在している時間帯に電力伝送を行うことにより電力伝送効率の向上を図る。しかし、この方法では、少数ノードのみのチャネル状態が良い場合に電力伝送が行われず、チャネル状態が良いタイミングでの充電機会を失い、残余エネルギー量が減少するノードが発生し得る。この問題を解決するために、本稿では、各ノードのチャネル状態を考慮に加え、各ノードの残余エネルギー量を考慮する電力伝送法を提案する。提案方式は、各ノードの平均的なリンク状態を考慮し、シンクとの距離に基づいたエネルギー閾値を設定して充電機会を制御する動作を加えることにより、シンクのバッテリー寿命の延命かつ髙データ収集率持続時間の向上を実現する。本稿では、計算機シミュレーションにより、提案方式の有効性を検証する。