自适应QoS感知的以太网无源光网络节能机制

以太网无源光网络中光网络单元的利用率低,光网络单元休眠能有效提高其能量效率,但用户的服务质量会下降.利用用户具有不同的服务质量,提出一种服务质量感知的节能机制.高优先级数据的光网络单元在确认时隙之外休眠,低优先级数据的光网络单元根据数据到达率自适应地选择休眠参数,从而充分利用不同服务质量具有不同的延迟容忍度.结果表明,所提出的机制能有效减少网络中数据的延迟,从而使网络中用户在满足服务质量要求下能量效率达到最优.     

一种基于跨层优化的低延迟无线传感器网络DE2协议

是无线传感器网络MAC协议中比较具有代表性的一种协议，针对S-MAC协议的周期性侦听和休眠机制造成网络中业务延迟较大的缺点，提出了一种基于跨层优化的低延迟无线传感器网络MAC协议(CAL-MAC)。CAL-MAC协议在S-MAC基础上，采用了具有跨层优化思想的自适应侦听机制$该自适应侦听机制中，节点根据路径信息来决定是否进行自适应侦听。通过数值分析,CAL-MAC在保证能量有效性的同时降低了延迟。     

一种基于竞争的无线传感器网络低延迟MAC协议

SMAC协议周期性侦听和休眠的低占空比机制大大地降低了无线传感器网络的能耗,但却是以牺牲延迟和吞吐量为代价的。针对SMAC协议虚拟簇间调度不一致而导致的休眠延迟问题,提出并设计了一种低延迟协议LDSMAC,该协议采用全局同步机制使整个网络内的所有节点形成统一调度,保证了全网内的所有节点在相同时间激活,从而解决了数据传输中的转发停顿问题。仿真结果表明,相比于SMAC协议,LDSMAC协议在能耗略有增加的情况下,大大地降低了传输延迟,提高了网络吞吐量。     

基于MANET接入Internet的负载均衡机制及其算法

在MANET接入Internet的网络环境中,由于移动节点集中使用某些位置上的网关来实现接入,造成这些网关的负载增加,性能下降.为了能够均衡利用网关及各移动节点,提出了一种新的利用动态网关和多径技术实现MANET接入Internet负载均衡的路由机制.该机制使用多路径进行传输,并在多个候选路径之间按一定的比例均衡分配通信流量;同时,在选择网关时尽量选择低负载的网关,均衡网关的负载.仿真分析结果表明:该算法能有效降低分组的平均传输延迟并提高网络的吞吐率.     

基于IEEE802.15.4的动态自适应占空比方案

在无线传感器网络中,IEEE802.15.4协议采用固定的占空比机制,而网络流量却是动态变化的,所以固定的占空比机制不适合于动态的网络流量.因此,本文提出了一种动态自适应占空比方案DSBA(Dynamic Superframeorder Beaconorder Adaption),该方案通过感知网络流量动态调整节点占空比,即对比当前节点所能处理的数据帧数量和下一周期将要收到的数据帧数量,动态调整占空比使之适合网络流量传输从而提高网络性能.仿真结果表明该方案不仅减少了能量消耗,也降低了丢包率和传输延迟.     

基于最大时间阈值与自适应步长的时间相关性感知数据去冗余算法

针对传感器网络感知数据去冗余方法存在冗余度高的不足,提出一种基于最大时间阈值及自适应步长的时间相关性感知数据去冗余算法(TCDA).TCDA充分考虑了去冗余过程中,数据变动幅度大、局部最大值与最小值存在较大误差、局部特征值的丢失以及数据平稳时的数据相似阈值失效因素;TCDA在保证去冗余率的前提下,设置最大时间阈值防止数据相似阈值失效,确保数据的时效性;同时TCDA采用自适应步长机制降低计算复杂性,减少计算能耗.实验结果表明:TCDA与数据传输协议(DaT)方法相比,节约了3%的传输能耗和50%的计算能耗.     

基于WSN分布式聚类均衡路由算法的优化研究

有效减少网络能耗,从而提高整体网络寿命是无线传感网领域中的关键问题,LEACH和DEBR等分簇路由算法可以初步提高网络寿命和网络延展性.研究了簇头选择、簇的形成和数据路由3个阶段,提出了一种基于能量均衡的分布式聚类均衡路由算法,通过传感节点的剩余能量、邻居个数以及簇头能耗的混合权重来选择簇头和分簇,考虑每条路径的消耗来选择最佳路径,有效改进了LEACH随机选择簇头节点和DEBR传送延迟导致的网络分割和能耗不均等问题.仿真结果表明,该算法有效平衡并降低了节点能耗,使得网络中生存节点数在相同周期内有较大提升,从而延长了整个网络的生命周期.     

超密集部署下绿色能源感知的用户关联算法

为了降低网络能耗,实现5G绿色蜂窝网络,考虑电力能源和绿色能源同时供电的混合能源供应的超密集异构网络模型.为了更准确地模拟密集部署下基站与用户之间的信道衰落,采用5G中的双斜率路径损耗模型对大尺度信道衰落进行建模,并在此模型下提出一种改进的基于绿色能源感知的自适应用户关联算法.该算法为基站设置优先级和权重因子,用户根据基站的优先级和权重因子自适应地调整自身的关联策略,并结合资源分配完成用户关联过程.仿真结果验证了所提算法在能耗和能效方面的优越性.     

节能型无线传感器网络在森林环境监测中的应用

根据森林环境监测数据变化率相对较慢、数据冗余度较高,监测期间突发事件(如降雨、火灾)又有快速突变等特点,结合无线传感器网络在森林环境监测中的试验,从系统架设、传感器采样周期、基于系统休眠的自适应网络路由算法等方面分析了长期有效采集环境数据的系统结构,实时捕捉环境因子变化的方法;研究了网络节能、延长系统生命周期的方法;提出了采用变周期自适应采样法解决长期休眠丢失有效信息的方法,设计出一种结合系统休眠和分簇算法的自适应动态路由(SDRP)。系统实测结果表明,与常规森林资源与环境监测技术相比,节能型无线传感器网络不仅在时间和空间上提高了环境数据采集深度,同时提升了系统对环境因子变化的响应速度。此外,采用结合系统休眠的变周期采样技术以及针对系统节能的自适应动态路由都可有效降低系统能耗,维持系统工作的稳定性与数据的可靠性,适合森林环境监测。     

节能型无线传感器网络在森林环境监测中的应用

根据森林环境监测数据变化率相对较慢、数据冗余度较高,监测期间突发事件(如降雨、火灾)又有快速突变等特点,结合无线传感器网络在森林环境监测中的试验,从系统架设、传感器采样周期、基于系统休眠的自适应网络路由算法等方面分析了长期有效采集环境数据的系统结构,实时捕捉环境因子变化的方法;研究了网络节能、延长系统生命周期的方法;提出了采用变周期自适应采样法解决长期休眠丢失有效信息的方法,设计出一种结合系统休眠和分簇算法的自适应动态路由(SDRP)。系统实测结果表明,与常规森林资源与环境监测技术相比,节能型无线传感器网络不仅在时间和空间上提高了环境数据采集深度,同时提升了系统对环境因子变化的响应速度。此外,采用结合系统休眠的变周期采样技术以及针对系统节能的自适应动态路由都可有效降低系统能耗,维持系统工作的稳定性与数据的可靠性,适合森林环境监测。     

基于路径可用性约束的HOWBAN备份路由策略

备份路由选取,不仅要考虑路径的不相关性,还应考虑业务恢复的资源需求以及备份资源利用率.针对此问题,在光无线混合宽带接入网的融合架构下,确立跨域传输路径可用性与用户对路径可用性需求之间的匹配关系,根据匹配结果分别在光域和无线域划分出2种约束情形,并由此构建用于备份路径选取的条件约束模型,依据此模型选择性预留备份带宽.以提高异构网络资源利用率为目标,将带宽资源划分为工作带宽、备份带宽及空闲带宽,在共享备份原则下,通过渐进优化的方式,按照备份带宽、空闲带宽的先后顺序,完成对工作路径的保护,从而以尽可能少的空闲带宽消耗来保障节点间的连接可用性.数值结果表明,提出的策略有效提高了网络故障恢复率和备份资源效率.     

基于时延受限的移动sink环境下能量高效的数据融合算法

基于移动sink的无线传感器网络环境下的数据收集方案能有效提升网络性能,但在实时性要求较高的应用中,很难同时兼顾时延与数据的收集效率.该文提出了一种考虑时延受限条件下能量高效的移动sink数据收集策略.首先,根据时延约束和网络整体能耗效率优化为目标,对移动sink的最佳驻留点集合进行求解.然后,提出了一种基于驻留点优先级的路径优化选择方法,得到移动sink经过驻留点的最短路径.仿真实验结果表明,与已有算法相比,该文提出的数据收集策略能最大限度的减小时延,并延长网络的生命周期.     

间断连接无线网络中能量有效的数据转发策略

针对间断连接无线网络中节点能量有限、节点间相遇持续时间较短和网络资源无法得到充分利用的问题,提出一种带有自适应异步唤醒的数据转发策略,综合考虑节点能耗和休眠机制,并结合灰色模型预测节点间相遇持续时间,优化节点探测阶段和数据转发阶段的能耗,进而实现高效数据转发的目的。结果表明：所提出的数据转发策略能够有效利用节点剩余能量和通信机会。与现有的转发策略相比,该策略能够在低能耗下有效改善网络的探测成功率和通信时延。     

节点分簇和最佳距离相融合的传感器网络路由算法

针对当前路由算法由于无线传感器网络节点分布不均匀、 节点能耗过快等因素严重影响其生存时间的问题, 提出一种传感器节点分簇与最佳距离相融合的无线传感器网络路由算法. 该算法先模拟生物细胞的连接过程实现传感器网络节点的分簇, 再权衡网络生存时间和能量消耗间的关系, 根据簇首与基站间的距离确定数据路由 的最优路径, 最后采用MATLAB R2014b工具箱编程实现路由算法. 将该算法与其他算法进行对比实验, 结果表明, 该算法可以延长整个传感器网络的生存时间, 有效减少网络能耗, 提高了能量的利用率.     

k-不相交路径的容错拓扑控制算法

针对无线传感器网络中拓扑控制算法优化目标单一的问题,提出一种既能优化网络能量效率,又能保证网络容错性的k-不相交路径的容错拓扑控制算法.首先,构建传感器节点到sink节点的k条不相交路径,通过增加冗余链路以提高网络的容错性;其次,选择路径能耗、路径中节点功率的标准差及路径跳数检测路径质量;最后,建立多目标规划,并利用智能优化算法对其进行求解,根据k值的不同对路径进行择优选择以达到降低网络能耗并延长网络寿命的目的.仿真实验结果表明,由该算法构造的网络拓扑能有效降低网络能耗,延长网络寿命并提高网络的容错性.     

WSN中基于簇头路径转换的定向扩散路由协议

针对定向扩散协议中兴趣泛洪时巨大的能量开销以及最优路径后续维护等问题,提出一种无线传感器网络中基于簇头路径转换的定向扩散路由协议.该协议首先通过结合非均匀分簇将网络分簇,在兴趣扩散时将兴趣消息扩散到簇头,减少能量消耗;其次,通过在簇头之间选择优先级最高的下一跳簇头节点形成最优路径,进行后续数据的传输.直到最优路径上某个簇头所剩能量接近设定的阈值时,该簇头采用基于时间的回溯迭代查询机制选择继任的传输节点,进行最优路径的转换,继续传输数据.仿真结果表明,该协议能有效延长网络生存周期,提高能量利用率,均衡网络能量消耗.     

基于LoRa的低功耗温度采集传感器系统设计

针对工业高炉冷却水温监测长期运行、维护成本高问题,设计一种基于LoRa(Long Range)的远距离低功耗无线传感器网络系统;系统搭建基于LoRa通信水温采集终端的模块能耗计算模型,通过对计算模型分析,提出了一种基于LoRa协议层的时钟同步协议和时分多址联合优化的无线通信策略;该策略利用LoRa通信技术完成信息交互,实现网关与终端节点的高精度时钟同步;网关完成可对无线资源调度,动态分配终端节点的时隙资源,以实现数据周期性上传,降低数据传输碰撞的概率,并优化无线资源的使用效率;实验表明,该通信策略与ALOHA通信协议相比,显著提高了通信的投递率和能源效率,进一步提高了LoRa在网络中的性能,所提出的联合优化的无线通信策略是有效的。     

基于数据分类和最小时延的LWA网络流量控制算法

无线异构网络已经成为未来无线通信网络演进的关键路径之一,多种无线网络互相融合亦是大势所趋.长期演进(longterm evolution,LET)与WLAN网络融合系统(LTE-WLAN aggregation,LWA)在改善系统频谱效率与能量效率以及提升网络系统容量与数据传输速率方面发挥着重要的作用.单一性地将LWA系统中分组数据集中协议(packet data convergence protocol,PDCD)数据单元分配给某个网络会增加网络负载和时延,所以LWA网络合理地流量控制方案愈发重要.为了提高系统吞吐量和能量效率,同时降低演进型基站(evolved nodeB,eNB)负载,提出一种基于数据分类和最小时延(data cassification and minimum delay,DCMD)的LWA网络流量控制算法.所提算法通过对传输数据进行分类并选择时延最小的网络传输对时延敏感的数据,而时延较大的网络则传输时延不敏感的数据,以此实现流量控制.仿真结果表明,所提算法能有效地提升系统的吞吐量、边缘地区用户终端(user e-quipment,UE)吞吐量和用户能量效率.     

基于LoRa技术的便携式健康监测系统设计

针对传统老年监控护理系统功耗大、实时性差、数据传输效率低等问题,提出了一种基于低功耗广域网的智能无线传感器网络系统;系统中,通过依靠STM32处理器和传感器对环境与体征数据信息进行采集,然后利用LoRa技术将采集的数据通过SX1278模块发送至网关,再通过网关上传数据到云服务器;将处理后的数据通过云服务器显示给用户,实...