无线Mesh网络一种基于拓扑的多射频多信道分配

随着无线Mesh网络的发展,在网络中配置节点多射频多信道,提高信道资源的利用率,成为扩大网络容量的有效手段。提出了一种基于网络拓扑信息的集中式的多射频多信道分配算法,实现时将其分为信道分配计算和信道分配切换两个阶段。在信道分配计算阶段按优先级确保瓶颈链路的带宽需求,实现网络信道干扰最小;在信道分配切换阶段逐层实现切换,确保网络的连通。仿真结果显示,该信道分配算法可以有效地提升网络性能。     

基于WSN的联合信道分配和功率控制抗干扰算法的研究

当前在研究WSN多径路由时,由于受到WSN的节点能量限制,故将网络能效的提高和使用期限的增加成为了研究关键点。提出了一种WSN联合信道分配和功率控制抗干扰算法,设计的算法可以用较小的能量消耗达到信道分配,同时将数据在算法中的传输将信号丢失率降到最小。在信道分配阶段和功率控制阶段的双重抗干扰能力下,表现为良好的抗干扰效果为单独的信道分配和功率控制。     

基于功率约束及节点频谱选择的认知协同路由

为了提升认知无线网络的数据传输效率,优化节点能量负载,提出一种协同路由算法。基于覆盖与底层技术的协作设计一种协同网络架构,该架构针对网络频带表现多样化提供了一种新的频谱选择策略,提升频谱资源效用。结合协同网络频谱选择时的干扰特性,根据频谱、干扰和功率约束关系,提出最大化链路容量的频谱及节点功率分配方法。在协同路由设计上引入了频谱效用参数,参数的度量标准涉及节点剩余能量和链路容量,以优化路由节点能量负载和传输效率为目的。仿真对比结果表明,算法有效地利用信道接入机会进行数据转发,提高了传输效率,相比基于竞争进化算法的多播路由方法,数据包传递成功率提升了1．4％,平均网络吞吐量高出8．4％,平均节点剩余能量高出3．2％,在均衡节点负载上性能良好。     

基于协作频谱感知和干扰约束的认知异构网络

针对异构无线网络的空闲信道检测准确率及网络吞吐量的优化问题,提出一种基于协作频谱感知和干扰约束的认知异构网络.首先,所提出的认知异构网络系统模型采用多个中心次用户(Center Secondary Users,CSU)节点协助其他节点进行频谱感知,并引入了能量检测阈值,在提高空闲信道检测准确率的同时节省检测能耗.接着,采用最大化数据速率的联合优化方程,在干扰功率的限制约束下为节点分配最佳的发射功率,降低干扰程度并优化网络吞吐量.实验仿真结果表明,相比较基于集群的协作频谱感知分配策略算法和基于QoS约束的能量感知竞争功率分配算法,该算法的网络吞吐量分别提升了3.4%和1.5%,平均频谱利用率分别提高了9.3%和7.4%.     

多节点协同中继信道容量分析及功率分配

基于译码转发(DF)模式,在信道状态信息未知,源节点发射功率与各中继节点发射总功率分别受限于P1、P2的假设下,针对带直传(DT)和不带直传2种模型的多节点协同中继,进行了信道容量上下限的分析和推导。在功率限固定的情况下,分析了容量与中继节点数目之间的关系,给出了容量随中继节点数目增加而提高所需的条件。在功率限之和受限的情况下,获得了2个功率限的最佳分配。理论分析和仿真结果都表明:源到中继的信道条件较好时,只有当增加的新链路性能优于现有链路的平均值时才能提高容量;2种中继模型在功率限最佳分配下可获得最大容量。     

一种多信道移动Ad hoc网络功率控制MAC协议

针对现有的多信道功率控制MAC协议（如DCA-PC）存在着控制信道利用率低和节点间采用大功率的通信对小功率通信干扰严重的缺点,提出了一种改进方案——DDCA-PC.DDCA-PC允许采用较低的功率发送控制帧,同时将大功率的通信限定在特定信道上.仿真实验表明,与DCA-PC相比,采用该协议可以在有效提高网络吞吐量的同时,降低能量的消耗.     

认知无线电网络中的非正交多址资源分配算法

随着物联网的发展和移动终端的普及,用户对数据速率需求快速增长,移动通信系统依然面临着频谱资源紧缺问题。针对认知无线电网络中的非正交多址接入(non-orthogonal multiple access, NOMA)技术,研究了认知无线电网络中非正交多址信道和功率联合优化问题。以主用户干扰功率和次用户最小吞吐量以及子信道最大复用用户数为约束条件,综合考虑信道状态信息和功率资源,以提高系统能效为目标,建立了信道和功率资源分配优化模型。为了避免信道状态相近的用户复用在同一子信道上,提出了一种次优公平性可调的信道分配算法,并基于连续凸近似和Dinkelbach模型,得到子信道复用用户间的最优功率分配。仿真结果表明,所提算法可以在提高用户公平性的同时,有效提高系统能效。     

基于人工噪声和SWIET的安全双向中继通信

针对基于解码转发的对称双向中继网络的安全传输问题,提出一种基于人工噪声干扰和信息、能量同时传输技术(SWIET)的物理层安全传输策略.系统采用两时隙传输方案,能量收集节点利用第一时隙收集的能量发射人工噪声干扰,而用户节点和中继分别通过功率分配技术将目的节点先验已知的人工噪声干扰添加到有用信息中,以降低窃听信道的传输质量.建立双向中继网络窃听信道下联合能量收集和无能量收集节点的两种数学模型,推导基于人工噪声干扰的系统保密容量的数学表达式,分别求解两种模型的最大化系统保密容量下最优功率分配因子,并分析了SWIET技术对系统保密容量的增益.仿真结果表明:对应于不同的窃听节点位置,所提出的联合SWIET技术的方案能使双向中继网络保密性能改善3%~90%,且能量收集节点越靠近窃听节点,系统性能越好.     

基于距离相关的信道分配算法

为最大化认知Ad Hoc网络并行传输的信道数目,提出一种新的信道分配算法.由于认知Ad Hoc网络中信道的衰落特性不同,该算法首先估算节点间距离,根据估算到的距离选择合适的信道进行数据传输,节点以干扰距离与传输距离的关系为依据更新信道的使用状态,从而提高信道的空间复用;另外,在公共信道上只进行广播和信道预定信息的传输,有效地避免了控制信道瓶颈问题.实验结果表明,该信道分配算法能够有效增加信道的空间复用,提高网络的吞吐量.相同的策略下,当负载较高时,该算法的吞吐量比DDMAC算法提高12%左右.     

能量收集通信系统中基于深度Q网络的最大化保密速率功率控制策略

研究由能量收集发射节点、目的节点和窃听节点组成的能量收集通信系统中,以最大化平均保密传输速率为目标的发送功率控制问题.在环境状态信息事先未知,且系统模型中信道系数、电池电量、收集的能量连续取值的场景下,提出一种基于深度Q网络(deep Q network,DQN)的、仅依赖于当前系统状态的在线功率分配算法.将该功率分配问题建模为马尔科夫决策过程;采用神经网络近似Q值函数来解决系统状态有无限多种组合的问题,通过深度Q网络求解该决策问题,获得仅依赖于当前信道状态和电池状态的功率控制策略.仿真结果表明,相比较随机功率选择算法、贪婪算法和Q学习算法,提出的算法能获得更高的长期平均保密速率.     

Chanel Assignment Optimization Algorithm Based on Link Throughput and Node Priority

How to reduce interference among neighbor nodes in wireless mesh networks is still an important and key issue nowadays. In this paper, an optimized channel assignment algorithm(OCA) is proposed to solve this problem based on link throughput and node priority. The effects of the numbers of network interface cards and channels on the network throughput are analyzed and evaluated. When there are seven of the numbers of both network interface cards and channels, the efficiency of utilizing network interface card and channel reaches highest. Compared with centralized channel assignment algorithm(CCA), the proposed algorithm has less packet loss rate and more network throughput significantly.     

基于拓扑化简的多接口无线mesh网络信道分配算法

为了解决多接口无线mesh网络的信道分配问题,提出一种能够适应不同接口数和信道数的对不同网络业务量模式具有通用性的低复杂度算法。基于一种启发式信道分配策略,该算法根据各节点配置的接口数去除多余的链路,使信道分配方案能够充分利用多信道资源。在该文研究的网络场景下,该算法可使信道分配方案的总冲突数持续降低并最终达到0,所得到的最佳方案的网络容量可达到单信道情况的约5倍。引入拓扑结构化简技术改进了多接口无线mesh网络的信道分配算法。     

基于拓扑化简的多接口无线mesh网络信道分配算法

为了解决多接口无线mesh网络的信道分配问题,提出了一种能够适应不同接口数和信道数的对不同网络业务量模式具有通用性的低复杂度算法。基于一种启发式信道分配策略,该算法根据各节点配置的接口数去除多余的链路,使信道分配方案能够充分利用多信道资源。在该文研究的网络场景下,该算法可使信道分配方案的总冲突数持续降低并最终达到0,所得到的最佳方案的网络容量可达到单信道情况的约5倍。引入拓扑结构化简技术改进了多接口无线mesh网络的信道分配算法。     

无线Mesh网络中基于信道状态的动态信道分配算法研究

对多信道无线Mesh网络中的信道分配算法进行了分析,提出了一种基于信道状态的动态信道分配策略（channel-state-based dynamic channel assignment,CSDCA）。该算法利用控制信道交互的信息,通过Hello消息的交换、发送请求（request-to-send,RTS）和允许发送（clear-to-send,CTS）的信道协商、数据传输3个阶段实现信道的动态分配,并通过仿真分析验证了该算法对多信道无线Mesh网络（multichannel wireless mesh networks,MWMN）性能的提高。     

基于分布式算法在WSN中的能耗最小化优化研究

如何有效利用节点能量并延长网络的生存期是研究无线传感器网络的一个核心问题.在已有的集中式算法的基础上,提出了一种分布式优化的方法,使无线传感网络中无损数据收集时的能量消耗最小化,此方法主要是通过将传输功率和压缩传输速率进行合理的配置来实现,运用拉格朗日对偶分解法,可以把能量最小化这个问题分解为能够被传感节点本身分布式解决的子问题.通过仿真结果可得,分布式算法相比集中式算法能使目标函数更快收敛从而达到能耗最小化.     

多跳协作中继网络的能量分配及路由算法

为了减少无线多跳网络的能量消耗,提出了一种协作路由算法. 在传统非协作路由的基础上,通过译码-转发与放大-转发混合的协作中继方式减少路由长度. 根据信道状态信息,推导了满足源节点和目的节点之间信道容量的前提下,节点所需的最小发射功率. 结合功率分配,提出了基于路由最小功率的协作路由算法及实现方式. 仿真实验结果表明,该能量分配方式和路由选择算法在保持低功耗的同时,降低了数据误码率,提高了节点的通信可靠性和能量利用率.      

5G电力应急通信装置的研究和设计

 从理论、硬件、软件、组网应用及关键技术等方面研究了5G电力应急通信装置。5G电力应急通信装置具有一款多端口多模组的融合网关,并采用多模融合、抗干扰等技术,实现了5G网络与电力无线专网以及其他网络的兼容,可依据无线信道质量选择无线网络,支持动态路由,能够为电力数据回传提供可靠高速的无线传输通道,满足了应急救援指挥行动的通信需求。     

5G电力应急通信装置的研究和设计

 从理论、硬件、软件、组网应用及关键技术等方面研究了5G电力应急通信装置。5G电力应急通信装置具有一款多端口多模组的融合网关，并采用多模融合、抗干扰等技术，实现了5G网络与电力无线专网以及其他网络的兼容，可依据无线信道质量选择无线网络，支持动态路由，能够为电力数据回传提供可靠高速的无线传输通道，满足了应急救援指挥行动的通信需求。