15、可靠传输的跨层流控制方法：联合路由与MAC层重传控制解析

可靠传输的跨层流控制方法：联合路由与MAC层重传控制解析

在网络通信领域，可靠传输一直是一个关键问题，尤其是在工业无线传感器网络（IWNs）中。为了实现高效且可靠的传输，需要综合考虑多个因素，如能量消耗、路由选择和重传控制等。本文将深入探讨一种基于能量感知的跨层流控制方法，通过联合路由和MAC层重传控制，提高网络的性能和可靠性。

1. 能量感知效用优化问题

在传统的网络效用最大化（NUM）问题基础上，引入传输可靠性和能量成本，提出了能量感知效用优化（EUO）问题。该问题的目标是最大化效用 - 成本函数 $U(c, a)$，具体公式如下：
[
U = \max_{(y, \alpha, P, c, a) \in B} U(c, a)
]
[
U(c, a) = \sum_{r \in R} w_r U_r(c_r) - \sum_{v \in V} \lambda_v W_v(a_v)
]
其中，$U_r(x)$ 是效用函数，$W_v(x)$ 是惩罚函数，$\omega = (\omega_1, \ldots, \omega_{|R|})$ 是权重向量，$\lambda_v = \lambda / E_v$ 是节点 $v$ 的功率价格，$E_v$ 是节点 $v$ 的可用能量。

为了实现资源分配的灵活性，采用了一族参数化的效用函数：
[
U_{\beta}^r(x) = -W_{\beta}^v(1/x) =
\begin{cases}
(1 - \beta)^{-1}x^{1 - \beta}, & \text{if } \beta > 1 \
\l