無線自組網(wǎng)作為無中心、自組織分布式網(wǎng)絡(luò)，憑借靈活部署、抗毀性強的優(yōu)勢，在應(yīng)急通信、環(huán)境監(jiān)測等場景中不可或缺。但實際應(yīng)用中，其能源效率管理存在諸多難題，根源復(fù)雜且相互疊加，嚴重制約網(wǎng)絡(luò)長時間穩(wěn)定運行，尤其在低功耗場景中，能源供給與需求的矛盾更為突出，成為規(guī)模化普及的核心瓶頸。

一、無線自組網(wǎng)能源效率管理問題

無線自組網(wǎng)能源效率低下，核心源于節(jié)點資源約束、動態(tài)拓撲特性及協(xié)議設(shè)計缺陷，最終導致能源消耗不均、利用率低，大幅縮短網(wǎng)絡(luò)生存時間。

節(jié)點能源供需失衡問題顯著。多數(shù)節(jié)點依賴電池供電，儲備有限且難以補給，而路由轉(zhuǎn)發(fā)、拓撲更新等操作需持續(xù)耗能，節(jié)點能耗差異懸殊。核心轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點承擔多跳數(shù)據(jù)接力任務(wù)，能耗遠超普通節(jié)點，易率先耗盡能源，引發(fā)局部鏈路斷裂，倒逼網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)，形成“能耗過載—鏈路中斷—拓撲重構(gòu)—能耗激增”的惡性循環(huán)。

協(xié)議設(shè)計未適配低能耗需求，造成能源浪費。現(xiàn)有路由協(xié)議優(yōu)先保障連通性與實時性，忽視能耗優(yōu)化，如主動式協(xié)議周期性廣播控制報文，產(chǎn)生大量冗余開銷；MAC協(xié)議信道沖突規(guī)避機制不完善，節(jié)點常盲目監(jiān)聽待機，重傳機制不合理進一步加劇浪費。此外，拓撲控制算法缺乏能耗感知，節(jié)點發(fā)射功率固定，無法按需自適應(yīng)調(diào)整，造成冗余耗能。

能源調(diào)度與負載分配不合理，放大效率問題。去中心化架構(gòu)導致無中心節(jié)點統(tǒng)籌調(diào)度，節(jié)點平等競爭資源，易出現(xiàn)局部過載耗能過快、部分節(jié)點能源閑置的失衡局面。同時，能耗與性能平衡機制缺失，保障實時業(yè)務(wù)需犧牲能耗，追求低能耗則降低鏈路穩(wěn)定性，形成“能耗高續(xù)航短、能耗低性能差”的兩難困境。

二、解決方案

針對上述問題，需立足節(jié)點資源約束與動態(tài)拓撲特性，從能耗管控、協(xié)議優(yōu)化、智能調(diào)度三方面協(xié)同施策，構(gòu)建低耗適配、性能均衡的能源管理體系，兼顧通信穩(wěn)定與續(xù)航時長。

優(yōu)化節(jié)點能耗分配，緩解供需失衡。采用差異化管控策略，優(yōu)先保障核心轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點能源供給，通過電量監(jiān)測動態(tài)調(diào)整任務(wù)權(quán)重。引入動態(tài)功率調(diào)整技術(shù)，節(jié)點根據(jù)鏈路距離、數(shù)據(jù)優(yōu)先級自適應(yīng)調(diào)節(jié)發(fā)射功率；部署休眠喚醒機制，空閑節(jié)點進入低功耗模式，核心節(jié)點完成任務(wù)后短暫休眠，搭配冗余節(jié)點備份，避免單一節(jié)點過度損耗。

升級協(xié)議與算法，強化低能耗適配。路由協(xié)議融入能耗權(quán)重，優(yōu)先選擇低耗鏈路與節(jié)點，優(yōu)化控制報文發(fā)送周期，降低無效開銷；改進MAC協(xié)議，引入智能監(jiān)聽與自適應(yīng)重傳機制，減少盲目等待和無效耗能。優(yōu)化拓撲控制算法，結(jié)合節(jié)點分布動態(tài)調(diào)整拓撲結(jié)構(gòu)，在保障連通性的同時最小化能耗。

構(gòu)建智能調(diào)度機制，平衡能耗與性能。建立分布式能源感知體系，節(jié)點實時交互能耗狀態(tài)，動態(tài)均衡負載分配，避免局部過載。搭建場景化平衡模型，野外監(jiān)測場景優(yōu)先低能耗，實時通信場景適度提升性能，破解兩難困境，適配多元應(yīng)用需求。