一种无线传感器网络多信道动态路径转发协议

为了改善无线传感器网络在重负载情况下的性能,提出了一种多信道动态路径转发协议MDFP.该协议通过整合动态路径选择和预测唤醒调度,使得发送者在发送数据前能预测可用转发节点的唤醒时间,避免了现有动态路径转发协议依赖长前导来完成转发节点选择和数据传输所带来的问题,从而实现更低的能耗并改善网络在重负载下的延时和可靠性.MDFP利用多信道通信减少节点间干扰,从而进一步提升网络在重负载情况下的可靠性.基于TelosB节点的实验结果表明,在重负载情况下,相对于现有的动态路径转发协议,MDFP在能耗、延时和可靠性方面均有较明显的性能提升.     

11 GHz不同室内场景的WBAN信道特性研究

为了探索高频段室内无线体域网通信的可行性,对11 GHz室内无线体域网的传播特性进行了测量与研究。基于大量的测量数据,给出了11 GHz频段室内无线体域网的路径损耗、阴影效应与均方根时延扩展的统计特性。针对体对体通信时人体相对角度变化的场景,提出了一种具有相对角度影响的路径损耗模型,该模型利用了与身体角度相关的路径损耗指数、浮动截距以及身体角度因子修正相对角度变化引入的路径损耗。为了验证模型的适用性,对比分析了在小型空教室和大型会议室两种不同场景下相对角度变化对信道传播特性的影响。研究结果表明：在收发端距离固定的情况下,路径损耗指数、浮动截距和由相对角度引起的路径损耗(Path Loss caused by Relative Angle, PLRA)均与相对角度具有三角函数关系;在收发端相对角度固定时,PLRA与收发端距离无关,仅与相对角度有关。上述研究结果可以为11 GHz频段在未来室内无线体域网的使用提供理论基础与实践依据。     

不可靠中继解码转发的无线物理层安全性能研究

利用中继节点的协作以实现无线物理层安全.由于中继可能存在不可靠行为,将不可靠中继引入中继信道模型,建立了不可靠中继信道模型,从更接近实际的角度,研究在非理想解码转发情形下,中继在合作、自私和恶意攻击3种行为下,信道条件、中继位置、中继转发功率对安全性能的影响,及达到最大安全性能的条件.     

移动Adhoc网络的分簇后择路由协议

为了充分利用无线通信信道的广播特性,提出了一种分簇的移动Ad hoc网络后择路由(opportunistic routing)协议.该协议在转发数据包时,首先向相邻节点广播该数据包,然后在正确接收到数据包的节点中选择一个合适的节点转发.采用这种方法可以克服无线信道质量不稳定的缺点,同时利用了传统的路由协议无法利用的长距离不稳定链路.仿真实验表明,这种路由协议可以大大减少数据包在网络中的转发次数,提高了整个网络的吞吐量.     

金属矿井超宽带无线传感器网络路径损耗模型的研究

路径损耗模型对于分析无线信道的可用性具有重要意义,而信号的传播环境是影响无线通信系统性能的关键因素之一.结合电磁波的传播理论,在分析电磁波在金属矿井下传输时所存在的固有损耗与附加损耗的基础上,建立了矿井超宽带无线传感器网络路径损耗模型,并进行了仿真验证.结果表明,该模型能够较准确地预测出无线信号在金属矿井下传输情况,对于无线网络的规划等具有重要的指导作用.     

地铁隧道环境下2.4 GHz频段路径损耗特性

基于射线跟踪法建立地铁隧道环境下2.4GHz频段的无线信道模型,分析此场景下断面类型、收发位置、断面面积和天线极化对路径损耗特性的影响,为系统设计提供参考.     

适用于无线网络的动态网络编码协作通信机制

为在较高频谱利用效率下有效对抗无线媒质衰落,提出一种动态网络编码协作通信机制.该机制将节点转发和网络编码有机结合,中继节点对从多个源节点接收到的信息做动态网络编码,并将编码后信息转发(广播)给相应的目的节点.目的节点利用收到的编码后信息以及其由于无线媒质的广播特性从其它源节点那里接收到的信息解码出需要的数据.数值结果表明: 和空时编码协作通信相比, 本机制有更好的分集-复用折衷性能,亦可获得满空间分集增益.并且转发节点采用的动态网络编码策略能有效避免因将错误接收到的信息带入编码后的转发信息而导致的错误传播.     

CBTC无线链路预算及轨旁无线接入点数量的分析

无线信道的电波传播特性与电波传播环境密切相关.根据无线信道的传播特性和电波传播方式建立恰当的传播模型,准确地对传播损耗做出预测.同时,无线信道与有线信道的不同,在于周围信源与信宿之间的物理环境对无线通信系统的性能有很大的影响.因而,在设计一个无线系统之前,需要对电波的覆盖和环境进行细致的规划和预测.     

基于优化博弈算法在WMN信道分配中的应用

针对无线Mesh网在资源分配公平性方面存在的不足,提出了一种基于损耗因子动态优化权重的博弈算法,算法将博弈论融合在无线Mesh网的信道分配问题中,把节点间的竞争看作博弈参与者,采取博弈策略来竞争信道资源.针对信道分配过程中存在的损耗,引入损耗因子来动态更新博弈权重,使博弈能够按需索取,达到信道公平分配的目的.实验结果表明,改进算法使得网络吞吐量有所提升,并且保证了信道分配的相对公平.     

无线传感网络分簇节点节能传输实验模拟分析

为了提高无线传感网络分簇节点节能传输控制能力,提出基于最优节能控制的无线传感网络分簇节点节能传输实验模拟分析方法.构建无线传感网络分簇节点优化部署模型,建立路由均衡控制下的无线传感网络分簇节点节能传输低能耗调度信道模型,采用自适应均衡的路由转发控制协议实现无线传感网络分簇节点节能路由探测协议设计,提取无线传感网络节点传输的相干性特征值,结合模糊特征提取方法进行无线传感网络分簇节点节能传输过程中的最优特征量提取,实现网络分簇节点节能传输的优化控制和自适应均衡调度.仿真结果表明,采用该方法进行网络分簇节点节能传输的自适应能量均衡性较好,数据转发的成功率较高,具有很好的节点数据收发控制和节能传输能力.     

Method to deploy wireless relays in industrial wireless monitoring

In light of demands for wireless monitoring and the characteristics of wireless channel, a complete deployment method containing channel survey, path loss estimation, and gradient grade of wireless relay nodes is proposed. It can be proved by experiments that under the premise of meeting the requirements of real-time and redundant-topology, the total number of relay nodes could be minimized by using the proposed method.     

超宽带体域网信道测量及传输特性分析

随着通信技术的发展,高速的近距离超宽带无线体域网受到越来越多的重视。该文采用基于频域的无线信道测量平台,对3～5GHz频率范围的人体范围无线宽带信道进行测量,其中测量环境分为办公室和静室环境,人体模型包括3种不同体型;获得的测量数据通过统计建模,得到了路径损耗模型和功率群延迟模型。对标准模型与本文模型的仿真结果进行比较表明:该模型在平均附加时延、均方根时延扩展、峰值20dB内多径数目等方面更加符合实测数据。     

深空通信中基于中继选择的文件传输协议

针对深空通信传播时延大、误码率高以及链路间歇性中断的问题,提出一种基于中继选择的深空文件传输协议。该协议将文件传输过程分为跳到跳发送和端到端重传2个阶段。在发送阶段,提出一种中继选择算法,通过分析天体运动规律选择合适的中继节点,并结合深空链路信道特点,分析链路丢包率和信道增益的关系,选择最优中继链路逐跳进行传输,降低丢包率进而减少重传次数;在重传阶段,目的端对数据包进行校验和检查,丢失的数据包通过端到端链路进行重传,保证文件的可靠传输。仿真结果表明,当端到端误码率大于10－5时,所提协议能有效减少重传次数,进而降低传输时延。在误码率为10－3时,与空间数据系统咨询委员会（consultative committee for space data systems,CCSDS）提出的文件传输协议（CCSDS file delivery protocol,CFDP）相比,该协议的传输时间缩短了40％,能较好地适应深空通信环境。     

融合WSN与RFID的输电线路杆塔状态监测网络低延时技术

杆塔是输电线路体系中的关键组成部分,其稳定可靠性是整个输电线路运行安全的重要保障。本文提出一种融合无线传感器网络(wireless sensor network, WSN)和射频识别技术(radio frequency identification, RFID)的输电线路杆塔状态监测网络,具有监测成本低、故障定位迅速和适合长期监测的优点。中继节点设置是所提出监测网络性能研究的关键,因此本文建立了中继节点传输延时模型,有利于分析不同条件下的监测网络延时性能。针对RFID冗余数据导致的融合监测网络延时,提出一种适用于输电线路杆塔状态监测RFID冗余数据处理方法,能有效削减阅读器端采集的冗余数据,具有算法简单、实时性强等特点。     

无线传感器网络中节省能量的地理路由

针对高动态无线传感器网络中路由信息不易保持,以及传感器节点能量受限的问题,提出了一种不保存网络拓扑结构并节省能量的地理路由算法。每个节点发送数据前发送本节点的位置信息,邻居节点根据该位置信息和基站的位置、发送接收数据消耗的电路能量和传播损耗,计算虚拟中继节点的位置。邻居节点根据本节点、目的节点以及虚拟中继节点的位置决定是否参与竞争,成为中继节点。仿真结果表明,该分布式算法比BLR算法节省能量,并具有更低的丢包率,更适于拓扑快速变化的无线网络。     

无线网络中节点均匀分布的解码转发机会中继性能分析

研究了节点空间随机均匀分布情况下, 采用机会中继结合解码转发方式进行协作通信的自组织网络的传输容量和可靠性。同时在保证网络连通性的前提下, 通过最大化网络传输容量, 实现网络的拓扑优化控制。在考虑路径损耗及块衰落独立信道条件下, 分别推导和分析了两节点间采用传统机会中继和增量机会中继方式下的中断概率和网络传输容量。数值仿真结果表明, 虽然空间随机分布破坏了中继节点提供的分集阶数, 但机会中继仍比直接通信有更好的抗信道衰落能力。与直接通信的网络传输容量随节点密度或发送功率单调递减不同, 机会中继需要考虑网络传输容量的极大值对网络拓扑优化的影响。     

水下声学无线传感器网络的设计和性能分析

为了分析水下声学无线传感器网络在受到干扰情况下的性能,介绍了影响网络性能的相关干扰因素,设计了物理层水声通信干扰模型,建立了基于频率相关的路径损耗和Ricean衰减的信道模型,研究了可作为网络连通标志的覆盖范围、端到端帧误差概率、功率和带宽需求之间的关系,分析了节点受同层其他节点通信干扰下的网络性能。通过仿真实验验证了所设计模型的可行性。实验数据表明,通过优化通信工作功率和节点密度,能够确保网络正常运行,提高网络的可靠性。     

物理层网络编码与卷积信道编码相融合的无线通信方案

信号不同步是物理层网络编码研究中的热点,为了提高系统的信道容量和鲁棒性,针对异步通信条件下误码率高的难题,提出一种物理层网络编码与卷积信道编码相融合的无线通信方案.首先将置信传播算法引入到中继节点编码中,然后将信道译码和物理层网络编码联合起来,减少异步通信带来的不利影响,最后采用仿真实验测试其有效性和优越性.仿真实验结果表明,相对于其它编码方案,物理层网络编码与卷积信道编码方案不仅降低了数据传输的误码率,提高了系统通信的可靠性和信息传输速率,而且增强了系统对相位偏移和符号偏移的鲁棒性,具有更高的实际应用价值.     

宽带无线系统楼内传播特性

 楼内无线信道的变参特性是设计宽带无线系统需要考虑的一个重要因素.在2.4GHzISM频段上宽带无线信号受到楼内不同类型障碍物影响,产生了特有的信号衰减.在测试平台上对宽带无线信号的楼内传播特性进行了测量,对测试结果和分析数值进行了比较,讨论了2.4GHz频段楼内无线传输路径衰耗的计算模型,分析了楼内宽带无线接入的性能,提出了楼内宽带无线接入网的实现方案.