异构无线传感器网络跨层MAC协议研究现状

在异构无线传感器网络(HWSN)中,节点异构性、链路异构性和网络协议异构性使得介质访问控制协议(简称MAC协议)的研究备受关注.为提升HWSN整体性能,跨层协议设计理论及方法应运而生.但目前关于HWSN跨层MAC协议的研究仍处于起步阶段,实际应用于HWSN的跨层MAC协议尚不成熟.针对当前HWSN中主要的跨层MAC协议进行了总结、分类和比较,并从信道访问策略和跨涉层次等方面选取了较典型的协议进行详细分析,旨在为HWSN跨层MAC协议的进一步研究提供参考,并为相关研究工作提供一定的借鉴.     

无线传感器网络中一种基于功率控制的MAC协议

无线传感器网络中,跨层协议的设计已成为研究热点.通过提取网络层和物理层中的一些信息,可以改进MAC(介质访问控制)层协议的设计.针对已有的一些跨层协议进行综合并优化,通过提取网络层的路由信息和物理层的发射功率信息,改进了MAC层TDMA(时分多址)方式下的时隙分配算法.通过更合理的时隙分配以及对每个节点发射功率的控制,使得整个无线传感器网络的能耗降低,寿命延长.从仿真结果可以看出该MAC协议达到了应有的效果.     

无线传感器网络的路由协议研究

对当前几种典型的无线传感器网络路由协议进行了研究,将它们分为传统路由协议、基于数据为中心的路由协议、基于地理位置的路由协议、基于服务质量的路由协议、单层路由协议和多层路由协议六类．阐述了这些协议的特点,对每种路由协议的优缺点进行了分析,对它们的性能进行了比较．     

一种基于多优化函数的跨层定向扩散路由协议

无线传感器网络中的路由协议设计应该符合其网络特性.为此基于传统的定向扩散中的推扩散协议,提出了一种新颖的基于多优化函数的跨层路由协议--MOFD.该协议综合考虑了网络性能的多个影响因素,将节点间距离、节点剩余能量和路径跳数引入路径选择函数中以实现最优路径的建立,并在数据传输过程中利用跨层功率调节技术提高数据传输的能量效率.基于ns-2的仿真实验证明,与传统的推扩散协议相比,MOFD协议延长了网络的生命期,提高了整个网络的鲁棒性,实现了对无线传感器网络的数据传输的综合优化.     

多radio无线mesh网络跨层路由协议

与传统的无线多跳网络不同,多radio无线mesh网络的路由器是固定的,节点具有异构性。提出一种协作的异构多radio无线mesh系统路由设计模型,该路由协议模型按路由发现过程,分4个子模块,分别为半同步式邻居发现机制r、adio异构刻画的路由metric、分层的信息发布模型、满足业务需求的路由算法。该路由协议模型对多radio的异构性进行了刻画,采用分层协作方式共享网络拓扑信息。实验证明这种适应异构无线环境的跨层路由设计方案比传统方案更符合用户需求。     

无线异构传感器网络泥石流监测系统概述

通过描述几种典型通用的泥石流监测方法,逐步引入基于无线传感器网络的泥石流监测技术,分别从传感器、节点、传输协议、系统建模、实现原理等方面对比论述无线异构传感器网络应用于泥石流监测系统的设计、实施和扩展,在此基础上提出了异构无线传感器网络应用于泥石流监测时面临的系列关键问题.希望通过归纳汇总可为无线传感器网络、异构传感器网络、泥石流实时监测和预警方法的基础理论研究和应用基础研究提供有价值的参考.     

无线传感器网络路由协议浅析与展望

无线传感器网络是一种新兴的技术,在国内外引起了许多关注.本文在简要地介绍了无线传感器网络体系结构的基础上,研究了当前主要的几种无线传感器网络路由协议模型,并进行了比较,最后分析了路由协议设计的关键因素.     

探讨基于智能卡的异构无线传感器网络用户认证

由于通常部署分层无线传感器网络（HWSN）的环境具有开放性,对传输的数据进行身份验证就显得尤为重要。近年来,我国已经提出了许多用于分层无线传感器网络的智能卡用户认证方案。2014年,Turkanovic等人为异构自组织无线传感器网络（HADWSN）提出了一种新的用户认证方案。本文提出了一种安全高效的无时间戳验证方案,该方案继承了Turkanovic等人方案的原有优点,同时克服了原方案易受用户伪装、离线密码猜测和节点捕获攻击的安全弱点。     

无线异构传感器网络泥石流监测系统概述

通过描述几种典型通用的泥石流监测方法,逐步引入基于无线传感器网络的泥石流监测技术,分别从传感器、节点、传输协议、系统建模、实现原理等方面对比论述无线异构传感器网络应用于泥石流监测系统的设计、实施和扩展,在此基础上提出了异构无线传感器网络应用于泥石流监测时面临的系列关键问题．希望通过归纳汇总可为无线传感器网络、异构传感器网络、泥石流实时监测和预警方法的基础理论研究和应用基础研究提供有价值的参考．     

一种节能的无线传感器网络跨层结构

提出一种节能的无线传感器网络跨层结构(TEPA).TEPA采用跨层设计,在网络层和MAC层之间交互信息以实现高效率的数据传输.TEPA结合了网络的邻居拓扑信息和路由信息,使用微分进化算法(DE)优化MAC层的TDMA时隙配置,减少了数据汇聚树上各分枝之间的冲突,并且加速了单个分枝路径上数据的传递,既节约能量又降低延迟.与以往的协议不同,TEPA根据吞吐量和延迟在不同负载下的折衷找到了最优而非最短的TDMA调度时间表长度.仿真验证了TEPA在能耗与延迟方面的改善.     

Wireless sensor networks in relic protection:deployment methodology and cross-layer design

This paper describes the deployment optimization technology and the cross-layer design of a surveil-lance WSN system applied in relic protection.Facing the typical technical challenges in the applicationcontext of relic protection,we firstly propose a deployment technology based on ant colony optimization al-gorithm(DT-ACO)to overcome the difficulties in communication connectivity and sensing coverage.Meanwhile,DT-ACO minimizes the overall cost of the system as much as possible.Secondly we proposea nove...     

认知无线视觉传感网络机会传输的分布式跨层优化

为了充分利用空闲授权无线电频段和增强视觉信息的端到端传输质量,研究了认知无线视觉传感网络机会传输的跨层设计问题。在分析信道随机性和网络模型的基础上,把跨层设计问题表达为一个视觉信息峰值信噪比和网络平均传输时延的权衡优化问题。通过对该问题进行对偶分解和基于随机次梯度的求解方法,提出了一个分布式跨层传输优化算法。该算法不需要预先知道可用授权频段的静态概率分布,而通过节点在每个时隙中进行独立计算和局部信息交换使得上层视觉感知信息的压缩速率与底层链路机会传输自适应匹配,达到权衡优化问题的最优解,因此可以作为认知无线视觉传感网络的实用传输协议。仿真结果表明,该分布式算法能够快速收敛,并能获得与集中式最优化算法相似的性能。     

基于综合准则的无线Mesh网络跨层路由协议

为了满足无线Mesh网络自身的负载均衡、路由容错与网络容量等要求,根据无线Mesh网络的网络特点,按照其路由协议的要求,分析了路由协议DSR的优缺点.引入跨层设计的方法,提出一种适用于WMN的基于综合准则的DSR跨层路由协议,该方法综合考虑了路径帧投递率、期望传输次数与平均端到端时延的因素.分析与仿真结果显示,该方法极...     

一种基于功率控制的无线传感器网络跨层通信协议

提出一种新的跨层通信协议基于功率控制的定向生成树(PCDST).本协议采用定向生成树算法以解决数据传输过程中的无效能耗问题,并控制节点的传输功率以降低网络通信竞争强度.为了更好地控制传输功率这一关键因素,构建了一个网络效用最大化模型,并基于原始-对偶算法设计拉格朗日对偶函数,推导出传输功率的最优解集.这些跨层策略的应用能够使无线传感器网络在节能的同时保持良好的通信状态.仿真实验结果表明,本协议在节约能量和提高通信吞吐量方面具有很好的表现.     

基于虚拟MIMO技术的无线传感网协议设计

随无线传感器网络的广泛应用,网络传输协议设计也多种多样.但是,延长传感器网络的寿命,即寻找具有能效的设计一直是非常重要的问题.因为多输入多输出(MIMO)技术具有增加网络容量,减少衰落信道中能量消耗的能力,所以虚拟MIMO技术已经成为无线传感器网络中有效的节能解决方案之一.以三个典型的协议为例来介绍虚拟MIMO与无线传感器网络相结合的协议设计,并且讨论设计中的关键技术与注意事项,最后提出该项技术未来的研究方向.     

基于节点区分和跨层设计的无线Mesh网路由协议

以优化的链路状态路由(optimized link state routing,OLSR)协议为原型,为无线Mesh网设计了一种基于节点区分和跨层设计的优化链路状态路由协议NDCL-OLSR(node-differentiation and cross-layer based optimized link state routing).该协议采用了一种新的路由判据NDCLM(node-differentiation and cross-layer metric),在路由计算过程中通过跨层操作机制综合考虑了节点当前负载和链路投递率2个因素对链路质量的影响,并且对节点的类型进行了区分,使得网络流量尽量绕开业务繁忙的超网关节点(SGW),从而大大优化了路由选择的效果.仿真结果表明,NDCL-OLSR能够从很大程度上提高网络的吞吐量,降低端到端的延时,并且能够达到负载均衡的路由效果.     

传感器网络中一种新的跨层自适应拥塞控制策略

针对无线传感器网络中的拥塞问题,在已有的SenTCP协议的基础上,提出了一种跨层自适应拥塞控制策略（CACC）该策略根据监测到的节点拥塞信息,自适应地调整上游节点的信道接入优先级,使整个传感器网络中的节点根据局部的拥塞状态动态自适应地调整信息发送速率,从而有效地解决了传感器网络中的拥塞控制问题。     

基于交叉层设计的能量负载平衡自组网路由技术

针对已有无线自组网能量平衡路由研究缺少对无线链路信道状态考虑的问题,提出了绕过繁忙区域的能量负载平衡路由技术,采用交叉层设计方法,将M AC层提取的物理信道繁忙程度与节点剩余能量、路径跳数相结合,形成路由度量,并基于改进AODV(ad hoc on dem and d istancevector)路由协议基础上实现路由策略。通过N S-2环境中仿真实验,该技术比传统AODV协议对成功递交分组数、分组成功递交率提高10%的同时,很好地控制了分组延迟的增加,在网络负载增加时甚至更低。