無線多跳網(wǎng)絡(luò)中基于中斷概率約束功率控制

無線多跳網(wǎng)絡(luò)的分布式工作特點(diǎn)和無線傳播介質(zhì)的特性導(dǎo)致其面臨著嚴(yán)峻的性能和安全性挑戰(zhàn),而為彌補(bǔ)以往研究過分依賴仿真分析的不足,基于路由代數(shù)與統(tǒng)一路由模型,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了多種設(shè)備的試驗(yàn)測(cè)試平臺(tái)(testbedforhigh-levelanalysisofwirelessad-hocroutingdesign,th-award).該平臺(tái)采用模塊化架構(gòu)設(shè)計(jì)了協(xié)議庫、參數(shù)庫和測(cè)試庫,便于用戶擴(kuò)展無線路由協(xié)議,有效實(shí)現(xiàn)在同一平臺(tái)上對(duì)協(xié)議性能與安全性的綜合測(cè)試,保證了測(cè)試平臺(tái)的可擴(kuò)展性與兼容性;能以仿真、測(cè)試、試驗(yàn)等不同應(yīng)用模式實(shí)現(xiàn)其測(cè)試功能,具有良好的適用性與開放性;平臺(tái)具有分布式管理架構(gòu)、路由測(cè)試引擎等相關(guān)設(shè)計(jì),能有效實(shí)現(xiàn)配置管理、運(yùn)行分析的自動(dòng)化,具有很高的可管理性.基于該平臺(tái),實(shí)現(xiàn)了多種路由協(xié)議的快速設(shè)置與部署,基于多種場(chǎng)景測(cè)試驗(yàn)證了平臺(tái)的有效性,該平臺(tái)為研究各種無線路由協(xié)議的性能及安全性提供了一種重要手段.

為了提高無線多跳網(wǎng)絡(luò)中端到端的吞吐量,文章提出了一種多徑路由與載波偵聽多路訪問(carriersensemultipleaccess,csma)協(xié)議聯(lián)合的鏈路接入強(qiáng)度可調(diào)節(jié)的多徑路由(link-access-intensitiesadjustablemulti-pathrouting,lamr)優(yōu)化方案,該方案通過調(diào)整路由層多路徑流量分配與介質(zhì)訪問控制(mediaaccesscontrol,mac)層協(xié)議參數(shù)設(shè)置來最大化數(shù)據(jù)流端到端的吞吐量。采用理想csma網(wǎng)絡(luò)(idealcsmanetwork,icn)模型來分析mac層鏈路吞吐量性能,構(gòu)建路由層與mac層聯(lián)合優(yōu)化的系統(tǒng)吞吐量最大化模型(maximumsystemthroughputmodel,mstm),用以刻畫無線多跳網(wǎng)絡(luò)中的路徑選擇、流量分配以及mac層協(xié)議參數(shù)設(shè)置對(duì)鏈路吞吐量的影響；運(yùn)用最優(yōu)化工具求解得到數(shù)據(jù)流在多條路徑的流量分配方案以及各鏈路的接入強(qiáng)度設(shè)置。仿真結(jié)果表明,與現(xiàn)有方案相比,lamr方案平均可以提升21.3%的系統(tǒng)吞吐量,說明多徑路由與csma協(xié)議的聯(lián)合優(yōu)化設(shè)計(jì)可以大幅提升無線多跳網(wǎng)絡(luò)的吞吐量性能。

在瑞利衰落環(huán)境中,提出一種基于物理層網(wǎng)絡(luò)編碼的雙向線性多跳網(wǎng)絡(luò)最優(yōu)功率分配方案。在系統(tǒng)中斷概率一定的條件下,以最小化系統(tǒng)總功率為目標(biāo),利用凸優(yōu)化理論獲取各節(jié)點(diǎn)的分配功率。數(shù)值結(jié)果顯示,該方案能得到各節(jié)點(diǎn)的最優(yōu)發(fā)送功率,并且隨著節(jié)點(diǎn)數(shù)目或者路徑損失因子的增大,節(jié)省的系統(tǒng)總功率越多。

由于機(jī)載環(huán)境的復(fù)雜性,機(jī)載故障預(yù)測(cè)與健康管理(phm)系統(tǒng)采用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(wsns)技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。鑒于機(jī)載phm對(duì)消息傳輸高實(shí)時(shí)性的要求,需要通過功率控制來優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?減少網(wǎng)絡(luò)平均長度。提出一種基于小世界理論的功率控制算法(pcs),該算法通過添加捷徑來降低網(wǎng)絡(luò)平均路徑長度,并采用遺傳算法對(duì)捷徑進(jìn)行優(yōu)化,得到通信代價(jià)較小、網(wǎng)絡(luò)平均路徑長度較短的捷徑。仿真結(jié)果表明:pcs算法優(yōu)化了網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?縮短了網(wǎng)絡(luò)平均路徑長度,提高了信息傳輸速率,并且在較大的傳感器網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下也具有較好的適用性。

在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中,獲取傳感器節(jié)點(diǎn)的位置信息對(duì)于許多相關(guān)的應(yīng)用十分重要。首先分析了現(xiàn)有的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位算法,然后提出了一種結(jié)合功率控制的區(qū)域定位算法(alpc),該算法將傳感器節(jié)點(diǎn)的位置估計(jì)在一個(gè)小區(qū)域中,而不是尋找它的精確坐標(biāo),由sink節(jié)點(diǎn)完成復(fù)雜的計(jì)算,傳感器節(jié)點(diǎn)無需進(jìn)行大量的通信和計(jì)算,節(jié)省了能量并延長了網(wǎng)絡(luò)的壽命;根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)討論了時(shí)空域?qū)π盘?hào)傳播模型的影響,以及這種影響如何改變定位粒度;利用區(qū)域命名機(jī)制減小了網(wǎng)絡(luò)流量負(fù)載提高了網(wǎng)絡(luò)的可靠性;最后,通過仿真驗(yàn)證了算法的有效性。

本文介紹了一種以zigbee協(xié)議為核心的多跳無線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì),傳感器節(jié)點(diǎn)處理器采用atmel公司的atmega128l芯片,無線通信采用chipcon公司的cc2420射頻芯片,傳感器采用數(shù)字濕度溫度傳感器sht10,對(duì)不同功能的節(jié)點(diǎn)采用不同的程序設(shè)計(jì),成功實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間的多跳路由。

本文以建筑環(huán)境為背景,根據(jù)建筑內(nèi)無線網(wǎng)絡(luò)、無線通信及l(fā)each協(xié)議的特點(diǎn),采用簇頭多跳(leach-m)算法構(gòu)建無線網(wǎng)絡(luò)模型。依據(jù)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)剩余能量和建立簇頭復(fù)雜度之間的關(guān)系,以及簇頭間相對(duì)距離,對(duì)leach算法進(jìn)行了改進(jìn)。通過對(duì)簇頭多跳算法的仿真,證明了簇頭多跳算法比leach算法,具有更好的網(wǎng)絡(luò)傳輸信息可靠性、節(jié)能性,更適于建筑內(nèi)無線網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)。

針對(duì)無線網(wǎng)絡(luò)功率分配優(yōu)化需求,將功率分配問題轉(zhuǎn)換為信干噪比收益,利用非合作博弈原理,通過分析得到節(jié)點(diǎn)功率的迭代,與傳統(tǒng)的功率分配方法進(jìn)行對(duì)比,說明提出的方案要明顯優(yōu)于sinr平衡算法、koskie-gajic算法,從而為無線網(wǎng)絡(luò)中的功率分配優(yōu)化提供了理論支持。

從滲流角度研究大規(guī)模單類型用戶和多類型用戶的自組織異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的連通性問題。首先,從布爾模型的角度出發(fā),對(duì)于單類型用戶,以圓盤模型分析簇分布時(shí)滿足滲流的條件;對(duì)于多類型用戶節(jié)點(diǎn),根據(jù)泊松分布的認(rèn)知無線電模型,從理論上給出具有多類型次用戶節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)連通性的必要條件。其中,多類型次用戶節(jié)點(diǎn)之間通信鏈路的存在與否不僅取決于它們之間的距離,也跟周圍鄰居用戶節(jié)點(diǎn)的類型和收發(fā)行為有關(guān)。然后,從隨機(jī)連接角度,引入乘積規(guī)則決定先連接哪兩個(gè)用戶,從而推遲或加速滲流發(fā)生。仿真有效地驗(yàn)證了滲流理論的實(shí)用性,可作為對(duì)認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)部署的指導(dǎo)。

分析了網(wǎng)絡(luò)編碼系統(tǒng)dcar"編碼+路由"發(fā)現(xiàn)過程存在的安全問題,提出了適用于編碼感知安全路由協(xié)議的安全目標(biāo),設(shè)計(jì)了基于dcar的編碼感知安全路由協(xié)議dcasr,dcasr協(xié)議利用密碼學(xué)機(jī)制保證可信路由建立和正確編碼機(jī)會(huì)發(fā)現(xiàn)。為建模多跳無線網(wǎng)絡(luò)特征和分析路由協(xié)議安全性,引入線程位置和線程位置相鄰概念擴(kuò)展安全系統(tǒng)邏輯ls2,提出了分析路由協(xié)議安全性的邏輯ls2-rp。ls2-rp用線程鄰居集及鄰居集的變化描述多跳無線網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)拓?fù)潢P(guān)系,用廣播規(guī)則模型化多跳無線網(wǎng)絡(luò)廣播通信特征。最后,用ls2-rp協(xié)議編程語言描述了dcasr協(xié)議,用ls2-rp的謂詞公式和模態(tài)公式描述dcasr協(xié)議的安全屬性,用ls2-rp邏輯證明系統(tǒng)分析了dcasr協(xié)議的安全性,證明dcasr協(xié)議能夠滿足安全目標(biāo)。

針對(duì)認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)中次用戶對(duì)之間的交會(huì)問題,即次用戶對(duì)在同一時(shí)間接入到相同的信道,提出了一種異步的基于循環(huán)請(qǐng)求集的跳頻算法(acha).首先,次用戶將可用的空閑信道按照循環(huán)請(qǐng)求集的結(jié)構(gòu)生成跳頻序列,然后再跟隨跳頻序列依次接入到可用信道中.利用循環(huán)請(qǐng)求集系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)相交特性,acha算法能夠保證任意2個(gè)次用戶之間的交會(huì)必然發(fā)生在一個(gè)基本跳頻序列周期之內(nèi).仿真結(jié)果表明:與正交序列跳頻算法和基于三角形數(shù)的跳頻算法相比,acha算法能將平均交會(huì)時(shí)間降低20%和40%

以建筑內(nèi)無線信息傳輸為對(duì)象,采用跳頻通信技術(shù),并結(jié)合偽隨機(jī)序列技術(shù)、同步技術(shù),設(shè)計(jì)了跳頻無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn),實(shí)現(xiàn)了信息在建筑內(nèi)同步穩(wěn)定傳輸?shù)墓δ?。闡述了頻率的跳變方法及抗強(qiáng)干擾原理,并對(duì)系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)進(jìn)行了介紹。該方法在很大程度上解決了信號(hào)的快衰落和多徑延時(shí)問題,具有良好的可靠性。

無線網(wǎng)絡(luò)論文 一、無線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展 1、五線網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)化史 計(jì)算機(jī)技術(shù)的突飛猛進(jìn)讓我們對(duì)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用有了更高千兆網(wǎng)絡(luò)技術(shù)剛剛與我 們會(huì)面，無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)又悄悄地逼近。不可否認(rèn)，性能與便捷性始終是it技術(shù) 發(fā)展的兩大方向標(biāo)，而產(chǎn)品在便捷性的突破往往來得更加遲緩，需要攻克的技術(shù) 難關(guān)更多，也因此而更加彌足珍貴。歷史的腳印說到無線網(wǎng)絡(luò)的歷史起源，可能 比各位想象得還要早。無線網(wǎng)絡(luò)的初步應(yīng)用，可以追朔到五十年前的第二次世界 大戰(zhàn)期間，當(dāng)時(shí)美國陸軍采用無線電信號(hào)做資料的傳輸。他們研發(fā)出了一套無線 電傳輸科技，并且采用相當(dāng)高強(qiáng)度的加密技術(shù)，得到美軍和盟軍的廣泛使用。這 項(xiàng)技術(shù)讓許多學(xué)者得到了一些靈感，在1971年時(shí)，夏威夷大學(xué)的研究員創(chuàng)造了 第一個(gè)基于封包式技術(shù)的無線電通訊網(wǎng)絡(luò)。這被稱作alohnet的網(wǎng)絡(luò)，可以 算是相當(dāng)早期的無線局域網(wǎng)絡(luò)（wlan）。它包括了7臺(tái)計(jì)算機(jī)，它

5g網(wǎng)絡(luò)是當(dāng)下通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展主要方向,其在4g網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上,擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)容量,增加數(shù)據(jù)信息反應(yīng)速率,避免網(wǎng)絡(luò)延時(shí)弊端發(fā)生,在原有4g網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量基礎(chǔ)上,速度提高幾倍之多.超密集無線網(wǎng)絡(luò)是5g網(wǎng)絡(luò)代表,其在當(dāng)下社會(huì)發(fā)揮不可替代影響.本文主要就超密集無線網(wǎng)絡(luò)功率優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行分析和研究.

隨著無線通信的快速發(fā)展,如何高效、快速、低成本地建設(shè)無線網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為各個(gè)運(yùn)營商和設(shè)備提供商的關(guān)注點(diǎn)。文章提供了一個(gè)管理學(xué)在無線通信行業(yè)應(yīng)用的思路,并且提供了項(xiàng)目實(shí)踐數(shù)據(jù)。

文章首先概述了無線計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本概念,然后分析研究了無線網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前所面臨的挑戰(zhàn)和威脅,對(duì)主要的影響因素進(jìn)行了總結(jié)分析,提出了加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)安全的防范措施,并分析總結(jié)了網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù),這在提高無線計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)用戶的安全意識(shí)上具有積極的意義。

在軍事無線通信抗干擾的研究中，仿真是一種重要的研究手段。軟件無線電則是一項(xiàng)新興的通信技術(shù)，具有靈活性的開放性的特點(diǎn)。本文討論了把基于pc和網(wǎng)絡(luò)的軟件無線電實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)抗干擾仿真的可行性。

在無線網(wǎng)絡(luò)體系中,無線傳輸?shù)钠焚|(zhì)相對(duì)而言也是關(guān)鍵的問題。針對(duì)3g/umts-wlan異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行漫游時(shí),針對(duì)快速換手時(shí)所要克服的議題,利用w-ske完成認(rèn)證程序,達(dá)到更安全的新雙向完整認(rèn)證和快速認(rèn)證,為跨網(wǎng)安全認(rèn)證提供一套捷徑。

靈活高效的頻譜共享技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)頻譜資源的最大化利用,有效地緩解了無線頻譜緊缺的現(xiàn)狀。在一個(gè)與tdma/fdma蜂窩網(wǎng)絡(luò)共存的多跳認(rèn)知無線mesh網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下,基于覆蓋式(underlay)與機(jī)會(huì)式(overlay)相結(jié)合的頻譜共享機(jī)制,提出了一種有效的鏈路層頻譜決策與網(wǎng)絡(luò)層路由的跨層設(shè)計(jì)方案。仿真結(jié)果表明,該方案比基于最小跳數(shù)的隨機(jī)信道選擇算法在網(wǎng)絡(luò)端到端傳輸性能上有顯著的優(yōu)勢(shì)。

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種集成了計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、傳感器技術(shù)的新型智能監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。本文分析了zigbee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu),并研究了采用zigbee技術(shù)如何建立無線傳感器網(wǎng)絡(luò),及實(shí)現(xiàn)終端節(jié)點(diǎn)和協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)的通信。

確保無線局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)安全是一項(xiàng)重要的研究課題.面對(duì)無線局域網(wǎng)現(xiàn)存的各種安全隱患問題,我們必須認(rèn)真對(duì)待,提出切實(shí)可行的措施,加強(qiáng)技術(shù)保障,從而保證無線局域網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行.

單跳無線網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控方便、傳輸路由簡單,提出以單跳無線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。由時(shí)間同步和輪詢階段組成的周期工作機(jī)制,在輪詢階段傳感節(jié)點(diǎn)進(jìn)行周期性激活與休眠。設(shè)計(jì)了由cc2500射頻模塊和c8051f330/320單片機(jī)組成的節(jié)點(diǎn)硬件平臺(tái),提出通過減少節(jié)點(diǎn)活動(dòng)時(shí)長和降低系統(tǒng)時(shí)鐘頻率對(duì)傳感節(jié)點(diǎn)進(jìn)行低功耗設(shè)計(jì)。由節(jié)點(diǎn)硬件平臺(tái)組建了一個(gè)多點(diǎn)溫度同步采集系統(tǒng),通過實(shí)際測(cè)試,溫度采集數(shù)據(jù)能實(shí)時(shí)傳送,傳感節(jié)點(diǎn)的能量節(jié)約效果顯著。