移动自组网自适应功率控制技术研究

针对移动自组网复杂多变的无线信道,提出基于接收信号功率强度的链路层发送功率控制方法,通过在物理层和链路层添加针对信号功率的分析和交互功能,实现通信双方自适应的功率协调控制,确保节点的接收功率处在合理的区间,以实现良好的通信性能。通过在NS-2环境下进行仿真实验,分析了该功率控制方法在功率节省和网络性能提升上的有效性。     

MIMO双向中继网络的预编码设计与功控策略

为加强MIMO双向中继系统的空间复用增益,研究一种低复杂度的发送和接收预编码矩阵.利用子空间对齐方法,将双向MIMO信道分解为多路单入单出（SISO）的子信道形式,使得两个源用户能够使用网络编码获取更好的空间复用增益.同时通过矩阵计算和转化,给出了一种优化的功率分配方案.在确定优化矩阵后,该方案能够为每个子信道独立地进行优化功率分配,并且能够得到各节点间优化功率分配的闭合表达式,从而将算法复杂度从O（n3）降低为O（n）.仿真结果表明,在典型场景下,所提方案在具有更低复杂度的优势下,系统性能接近优化的梯度下降迭代方案,优于传统单纯前向放大转发方式（AF） ,有2.99 bit/（sHz）的性能增益.      

一种分布式Ad hoc网络广播算法

在无线Ad hoc网络中,广播作为一种重要的通信方式被许多单播和多播协议用来完成其路由建立和维护工作.文中假设网络中所有的移动节点共享信道,并且节点不知道全局网络拓扑信息.因此网络中每个节点只能通过洪泛进行通信.但是采用洪泛方式广播,由于每个节点都要向其相邻节点转发报文,协议效率低、通信代价昂贵,而且还会带来广播风暴问题.为避免由于洪泛造成的广播风暴问题,文中提出一种分布式Ad hoc网络广播算法.该算法无需任何控制报文.算法简单易行,适合移动无线网络环境.仿真实验结果表明新的算法与现有算法相比更加有效和健壮.     

Turbo码迭代次数对大气激光通信系统性能影响的分析

为了降低大气激光通信信道传输误码率,将Turbo码编码技术引入到大气激光通信系统中.通过对大气激光通信信道的分析,采用Turbo码对信道进行了编码,并对编译码系统进行了修正,建立了基于大气激光通信信道的系统模型;分析了迭代次数对大气激光通信系统性能的影响.仿真结果表明,Turbo码的迭代次数对所构建的系统性能有着显著的影响.     

大气激光通信中几种调制方式的性能比较

为选择适合大气激光通信的信道调制方式,对湍流信道下的大气激光通信系统中的OOK,PPM,DPPM和DPIM调制方式的包误码率(PER)和带宽性能进行了仿真分析.结果表明,DPIM的PER性能最好,PPM和DPPM次之,OOK最差.当调制参数较小时,PPM的带宽性能较好;当调制参数较大时,DPPM和DPIM的带宽性能较好.除OOK之外的3种调制方式需要的功率都较小.     

一种基于TDD的无线mesh网络随机自学习调度算法

基于时分多址（TDD）的无线mesh网络是实现无线多跳网络和宽带无线接入的一种关键技术.为用户提供一种可以保障稳定通信的有效的分布式算法是影响基于TDD的无线mesh网络性能的关键因素.本文针对TDD的无线mesh网络提出一种随机自学习分布式调度算法,这种算法是一种基于信息学习的随机选择算法.在网络中,任一节点都要根据其邻居节点控制消息中所携带的数据,学习邻居节点的调度信息,从而判断可用时隙.若上次信息传输成功,则节点仍然沿用上次的传输时隙;反之,节点在可用时隙中随机选择一个时隙发送控制消息.仿真结果表明,与IEEE802.16标准中定义的算法相比,提出的随机自学习分布式调度算法能实现更高的吞吐量.     

基于NetBIOS的点对点通信的实现

利用网络基本输入输出系统ＮｅｔＢＩＯＳ所提供的两种通信方式数据报和会话，来实现局域网中各节点间的直接通信本文提供了利用数据方式和会话方式实现点对点通信的发送及接收流程图，并给出了测试结果。     

基于功率控制的无线传感器网络能耗平衡策略

无线传感器网络由于多跳通信和多对一的数据流导致能量消耗分布极不均衡而产生能量空洞，大大缩短了网络寿命，浪费了能量.文章探讨了利用功率控制策略平衡无线传感器网络节点能耗，分析了在节点均匀分布的圆形网络中，采用不等宽圆环划分网络，调节节点发射半径的功率控制策略实现网络中节点能耗的均衡.仿真分析显示网络生命周期结束时，处于网...     

衰落信道下两发送天线MIMO系统V-BLAST算法研究

对两发送天线MIMO系统在相关瑞利和莱斯信道下V—BLAST检测算法的性能进行了分析,推导出最优和固定检测两种方案中第一步和第二步的误码率．相对于独立同分布瑞利信道,考察了相关瑞利信道和莱斯信道对接收信噪比的影响;相对于固定检测方案,讨论了最优检测算法对信噪比的提升．理论分析和仿真结果表明,瑞利信道相关性或莱斯信道的直达波分量会减弱最优检测方案对信噪比的提升．     

基于捕获与退避的多信道时隙ALOHA协议性能分析

为拓展对基于功率捕获和退避重发的多信道时隙ALOHA协议理论分析,对该协议的数据包接入成功率、吞吐量和时延等性能指标进行了研究.分析结果表明,协议性能由信道负载、功率捕获比例、信道数量和用户数量等参数共同决定.通过数值分析探讨了该协议中各参数对系统性能的影响.功率捕获比例越小,系统的吞吐量越大,时延越小,接入成功率就越高;信道数量越多,系统的吞吐量越大,时延越小,接入成功率就越高;用户数量对系统的吞吐量和成功接入率影响不大,而用户数量越大,系统的时延越大.理论结果与仿真结果相比,相对误差小于2%.      

实时监测无线传感器网络改进方法

结合危险品运输监测应用,搭建了基于无线传感器网络的实时监测系统,并对其MAC层协议和物理层无线数据发送时序进行了改进和优化。改进了MAC层中的原始BEB算法,引入了支持优先级的GDCF算法。对MAC层中的RTS/CTS方式进行了有效性分析,并出于节能考虑,引入了睡眠技术。在物理层数据无线发送过程中,为缩短发送时间,减少碰撞可能性,对其时序进行了优化。在工程车辆上安装基于IRIS无线传感器的节点平台进行实际测试。测试结果表明:改进后的退避算法节点丢包率随网络节点数目增加变化不明显;去除RTS/CTS机制后,在采样间隔时间为50ms时,网络丢包率由20%左右下降到了6%以内;一个工作周期内节省能量达到95%;无线数据发送时序优化达到了设计要求,满足了实际应用中对实时监测无线传感网络的性能要求。     

基于能量与功率控制的TopDisc拓扑算法研究

拓扑控制是无线传感器网络的一个重要研究方向,选择良好的拓扑控制机制,能够提高网络通信效率并延长网络的生命周期。在TopDisc算法的基础上,提出了一种基于能量与功率控制的拓扑控制算法,在能量的引导下,通过调整节点的发射功率,生成更适合的网络拓扑结构。仿真实验结果表明改进的算法形成的簇的交叠更少,网络的生存时间更长。     

无线Mesh网络的跨层设计理论与关键技术

由于无线M esh网络(WMN)在拓扑、传输和业务上的特性,传统的用于有线网络的分层协议设计方法已不能保证其服务质量(QoS).探索基于物理层、MAC层、路由等协议层的WMN跨层设计方法的目标是在无线资源利用率和多媒体业务的QoS需求两方面达到较好的折衷.WMN各个协议层在设计过程中的有关协议和算法要求附加统一的跨层管理器,监测各层的分组传输性能或需求,动态控制或调节相关算法.通过实现较高协议层的多媒体业务QoS需求与较低协议层的网络状态信息在各协议层之间的共享,可以达到对协议层控制算法的优化.在合理地选择跨层设计目标的基础上,多个协议层需要联合设计与优化.从物理层、MAC层、路由协议层和TCP层等层面介绍了WMN跨层设计的一般原则和方法.归纳了目前WMN跨层设计中亟待深入研究的一些理论和关键技术,包括自适应速率与节能机制、基于QoS需求的跨层MAC协议设计和路由协议设计等.     

Network lifetime global optimization for multi-source and single-sink topology in wireless sensor networks

The multi-source and single-sink (MSSS) topology in wireless sensor networks (WSNs) is defined as a network topology, where all of nodes can gather, receive and transmit data to the sink. In energy-constrained WSNs with such a topology, the joint optimal design in the physical, medium access control (MAC) and network layers is considered for network lifetime maximization (NLM). The problem of integrating multi-layer information to compute NLM, which involves routing flow, link schedule and transmission power, is formulated as a non-linear optimization problem. Specially under time division multiple access (TDMA) scheme, this problem can be transformed into a convex optimization problem. To solve it analytically we make use of the property that local optimization is global optimization in convex problem. This allows us to exploit the Karush-Kuhn-Tucker (KKT) optimality conditions to solve it and obtain analytical solution expression, i.e., the globally optimal network lifetime (NL). NL is derived as a function of number of nodes, their initial energy and data rate arrived at them.Based on the analysis of analytical approach, it takes the influence of data rates, link access and routing method over NLM into account. Moreover, the globally optimal transmission schemes are achieved by solution set during analytical approach and applied to algorithms in TDMA-based WSNs aiming at NLM on OMNeT<++> to compare with other suboptimal schemes.     

Research on Improved Low-Energy Adaptive Clustering Hierarchy Protocol in Wireless Sensor Networks

In wireless sensor networks (WSNs), due to the limited battery power of the sensor nodes, the communication energy consumption is the main factor to affect the lifetime of the networks. A reasonable design of the communication protocol can effectively reduce the energy consumption of the network system. Based on low-energy adaptive clustering hierarchy (LEACH), an improved LEACH protocol in WSNs is proposed. In order to optimize the cluster head (CH) election in the cluster setup phase, the improved LEACH takes into account a number of factors, including energy consumption of communication between nodes, remaining energy of the nodes, and the distance between nodes and base station (BS). In the steady phase, one-hop routing and multiple-hop routing are combined to transmit data between CHs to improve energy efficiency. The forward CH is selected as relay node according to the values of path cost. The simulation results show that the proposed algorithm performs better in balancing network energy consumption, and it can effectively improve the data transmission efficiency and prolong the network lifetime, as compared with LEACH, LEACH-C (LEACH-centralized) and NDAPSO-C (an adaptive clustering protocol based on improved particle swarm optimization) algorithms.     

一种高动态交通场景下的协作接入协议

车辆自组织网络(Vehicular Ad Hoc Network, VANET)能够提高人们出行的安 全性和舒适性,成为学术界和工业界的研究热点.然而由于NET特殊的应用场景,如拓扑 高动态、节点高密度、信道质量的不稳定等特性,导致网络中数据的可靠性难以得到保证. 我们在传统自组织网络的研究成果基础上,提出了基于TDMA (Time Division Multiple Access)的分布式协作MAC (Media Access Control)协议,称之为C-T-MAC(Cooperative TDMA MAC).C-T-MAC算法引入了协作通信的概念.源节点与目的节点传输失败后,选 定的协作节点选择网络中一个空闲的时隙向目的节点转发数据,完成协作通信过程.仿真 结果表明,C-T-MAC算法提高了网络的吞吐量和数据传输的可靠性.     

基于OFDM的DF中继链路能效最优资源分配策略

针对DF模式的OFDM中继链路,将能效最大化资源分配问题转化为在用户最小速率需求和系统总发射功率受约束条的件下,子载波配对和功率分配的联合优化问题,提出一种低复杂度联合最优资源分配策略,并证明速率和功率约束条件下中继链路全局能效最优解的唯一性.仿真结果表明,与固定子载波配对策略相比,当中继节点位于源和目的节点连线中点位置,Rmin=1.5 Mbit/s时,排序子载波配对策略的链路可达速率和系统能效分别提高了2.3%和3.1%;与传统的等功率分配、速率最大化和功率最小化注水算法相比,本文方案能够在保证用户最小速率需求和系统功率约束的同时,自适应分配资源以实现系统能效最优.      

UWB传感器网络跨层优化模型的构建与实现

跨层设计是提高无线传感器网络整体性能的一种有效方法．文中在综合考虑MAC层调度、物理层功率控制、网络层路由三方面因素的基础上，结合UWB技术超带宽、低信号功率的特点，以实现网络最大数据传输速率为目标，构建了UWB传感器网络跨层优化模型．仿真实验结果表明，根据模型最优解进行网络配置可充分利用网络资源、显著提高网络的数据传输速率，以构建、求解优化模型的方式解决网络跨层问题是切实可行的．     

In-home power line communication media access control protocol based on collision resolution

Most existing media access control (MAC) protocols in power line communication (PLC) networks just discard the colliding data packets when collision occurs. The collision deteriorates throughput and delay performance of system under high traffic conditions. This article presents a novel media access scheme with fast collision resolution for in-home power line networks. It works by first recognizing the colliding stations through detecting the inserted unique ID sequence ahead of data packets, then the source nodes retransmitting their packets immediately after the collision slot. The proposed protocol maintains the benefits of ALOHA systems. It needs no scheduling overhead and is suitable for bursty sources, such as multimedia data packets. Computer simulations have demonstrated that this approach can achieve high throughput due to its ability of resolving collisions.