WSN中一种能量有效的自适应协同节点选择方案

该文针对能量有限的无线传感器网络,提出了一种能量有效的自适应协同节点选择方案,该方案先根据预设的能量阈值来确定协同节点的可选集,再综合考虑可选节点的剩余能量和信道状况,选出最佳节点作为簇头节点的协同节点。通过对总能耗的最小化,获得不同传输距离对应的最优能量阈值;根据簇头节点与数据融合中心间的距离自适应地预设最优能量阈值,使总能耗最小。理论分析和仿真结果证明,该文方案能在传输能耗和电路能耗间找到最佳平衡点,有效地减小总能耗,使总能耗达到最小。     

中继协同的无线物联能量收集和信息传输算法

本文针对两跳无线物联通信系统,对中继节点利用收集的能量采用功率分流法进行能量收集和信息传输算法进行了设计,其中算法设计是基于能效最大化的优化准则,能效函数定义为瞬时吞吐量与硬件电路总功耗的比值,中继节点利用源节点发送的信号进行能量收集,考虑EARTH计划中实际的功率转换效率和硬件电路损耗的功耗因子,推导了中继协同的无线物联系统能量收集和信息传输的最优功率分配方案的解析解,由于优化问题是非凸问题,为了解决该问题,本文利用高信噪比近似法并通过拉格朗日算法和Lambert W函数获得了优化问题的最优解,数值仿真验证了所提方案的正确性和有效性。      

WSN中一种基于剩余能量级别的负载均衡路由协议

文中提出了一种WSN中基于剩余能量级别的负载均衡的分簇路由协议REICRP.在簇的建立阶段,RELCRP采用了基于优先级的簇头选取策略,高优先级的节点能更早地广播簇头竞选通告,从而避免剩余能量低的节点成为簇头.簇间通信采用单跳一多跳混合传输模式,簇头节点根据剩余能量级别切换传输方式,以缓解"热点"问题.仿真结果表明:RELCRP有效地均衡了网络中节点的能量消耗,延长了网络的生存时间.     

基于射频能量收集的无线中继网络资源分配

针对现有射频能量收集网络资源分配研究局限于单个数据源场景,无法适配于多数据源网络的问题,提出了一种适用于多数据源场景的射频能量收集中继网络传输协议框架,在该框架内节点可作为源节点或中继节点传输自身数据或转发数据,并在其他节点的数据传输过程中完成射频能量收集。以协议框架为基础,分别以系统吞吐量及用户公平性为优化目标设计两种资源分配方案。仿真表明,两种方案可有效改善网络吞吐量及资源分配公平性。     

能量收集系统中基于能量协同和协同干扰的保密传输方案

研究节点具备能量收集能力的中继窃听信道保密速率的优化问题,提出一种基于人工噪声协同干扰和节点间能量协同的物理层安全传输策略.各节点采用储能-发送模式工作,即先收集能量,再用于数据传输.中继节点采用放大转发方式,目的节点发送人工噪声进行协同干扰.由于中继节点所需功耗较高,目的节点将用于发送干扰之外的剩余能量转移给中继节点.给出以最大化保密速率为目标函数,优化能量吸收时间比例系数和干扰功率分配因子的两步优化算法.仿真结果表明人工噪声和能量协同的引入能有效提高系统的保密传输速率.     

无线传感器网络中增加协作传输及其能量效率研究

该文研究了无线传感器网络中增加协作传输及其能量效率,解决了何时协作和协作的能效两个关键问题。导出了直接传输与协作传输的能效表达式,讨论了主要参数对协作传输性能的影响。仿真结果表明：当通信距离大于门限距离时,增加协作传输的能效优于直接传输的能效;通过优化所选中继节点的位置或调制阶数可以提高能效。     

基于无线Mesh网络的多跳中继传输模式研究

无线Mesh网络(Wireless Mesh Network)简称WMN,是一种通过无线链路连接路由器和终端设备的无线多跳网络。文章对无线Mesh网络中IEEE802.11异常传输问题做出了深入分析,通过数学模型的分析,理论验证了在无线Mesh网络中只要有一个节点使用较低的发送速率,那么其他高速率的节点吞吐率都会显著下降,从而导致整个网络的吞吐性能下降。并且通过仿真实验,验证了多跳中继传输方案可以解决IEEE802.11异常传输问题,提高网络的整体吞吐性能。     

无线传感器网络中一种协同源定位算法

针对无线传感器网络传统目标定位过程中,数据在大量传感器节点间传输使得节点能量迅速耗尽,同时远距离低信噪比节点对定位精度的影响等问题。基于分区域协同工作的思想,提出了一种协同源定位算法。对该算法进行仿真试验,结果显示,该算法明显降低了网络能耗,且具有较高的定位精度和稳健性。     

在WSN中MAC协议的能量效率

WSN吸引了研究者由于它广泛应用范围,如目标探测和跟踪,环境监控和战术系统。对WSN,提出具有不同目标的不同MAC协议。设计能效MAC协议对WSN中网络寿命具有重要影响。然而,短侦听范围引起密集网络,因此它成为必要为达到能效MAC协议受能量限制。在本文中,研究WSN中uMAC和μ-MAC协议的能效。     

WSN中一种基于数据融合的能量高效分簇路由协议

基于无线传感器网络中监测数据具有较高时空相关性的应用场景。提出了一种基于数据融合的局部能量高效汇聚分簇协议LEEAC，该协议通过反映局部空间相关性的数据相异度对节点剩余能量进行约束，并使用约束后的预测能量作为竞选簇头的主要依据，被选举的簇头在传感器网络中具有良好的分布性。同时通过引入数据鉴定码，减少了簇内数据传输阶段的通信量以及簇头数据融合的工作量，从而大大节约了能量消耗。实验结果表明，LEEAC协议能够有效均衡网络能量消耗。延长网络生存时间。     

基于分布式中继选择的自适应协作传输方案

协作分集通过使网络用户共享彼此天线以形成虚拟多天线阵列,可以显著提高网络容量,然而针对网络拓扑的动态变化与无线传输的时变特性,仅靠协作分集并不能十分有效地解决这些问题,必须结合考虑相应的自适应传输策略.本文提出动态网络环境中协作中继的最佳选择准则,在此基础上给出最佳协作中继的分布式选择协议.根据协作中继与源节点间的无线信道质量,进一步提出一种自适应协作传输方案,以有效抵抗多用户网络环境中的无线衰落.此外,对自适应协作传输方案的误码性能,在瑞利衰落信道下进行相应的理论分析,得到了系统误比特率的解析表达式,据此给出数值仿真实验以进行性能比较.结果表明:相对于传统协作分集而言,本文提出的自适应协作传输方案获得了进一步的性能增益,误比特率显著下降.     

基于协作通信系统的中继选择方案的研究

本文研究基于两跳的协作通信系统中的中继选择问题.为了降低中断概率,传统中继选择方案往往需要引入更多的中继节点参与协作传输,导致系统平均吞吐量下降.为解决上述问题,本文提出了一种新的自适应中继选择方案(ARSS),此方案可以结合两跳的链路信道状况,自适应地选择中继节点及其转发协议.仿真结果表明,与其他中继选择方案相比,本...     

跨小区多跳中继协作通信的无线通信能效优化 *

针对蜂窝网中某一基站处于体眠状态时引起各用户的通信中断问题,提出利用中继协作通信实现跨小区多跳通信的迭代中继选择算法.该算法是在有多个中继节点可为目的节点提供协作中继时,将源节点到目的节点的数据传输分为3个连续时隙,选择满足目的节点信噪比最大化的中继,以协作效率为依据删除协作效率最小的中继节点,从而逐次优化中继选择结果.仿真结果表明,该算法在跨小区多跳的通信过程中,能选择出协作效率最高的中继节点,减少协作中继的数量,可以减少中继对能源不必要的消耗,改善小区内中继协作效率,在多跳的过程中节省源节点的发射功率,从而达到能效优化的目的.     

基于协作通信的最佳中继选择方案

协作通信中的机会中继是一种基于即时信道状态选择的中继选择算法,可以获得与传统协作分集技术相同的分集增益,而不需要使用复杂的空时编码技术。但是多个节点同时竞争最佳中继时,可能出现冲突而导致选择失败。提出一种新的方案,通过引入候选节点限制策略以及控制信道对算法进行改进,仿真表明,该算法特别适用于候选中继较多的情况,可以在实现快速选择节点的同时降低选择失败概率。     

Energy Efficiency Based on Joint Data Packet Fragmentation and Cooperative Transmission

Energy efficiency （EE） is a key requirement for the design of short-range communication network. In order to alleviate energy consumption （EC） constraint, a novel layered heterogeneous mobile cloud architecture is proposed in this paper. Based on the proposed layered heterogeneous mobile cloud architecture, we establish an appropriate energy consumption model, and design an energy efficiency scheme based on joint data packet fragmentation and cooperative transmission and analyze the energy efficiency corresponding to different packet sizes and the cloud size. Simulation results show that, when all nodes of the cloud are accessing the same size of data packet fragmentation, the proposed layered heterogeneous mobile cloud architecture can provide significant energy savings. The results provide useful insights into the possible operation of the strategies and show that significant energy consumption reductions are possible.     

基于协作频谱预测的能量有效性分析

在认知无线电网络中,传统的次级用户随机选择信道进行感知,这在电池供电的认知无线电网络中会造成能量的浪费.研究了协作频谱预测下的能量有效性设计,次级用户采用协作频谱预测的方式会极大地提高感知到空闲信道的能力,进而成功地进行数据传输.仿真了在不同的频谱预测能量消耗、频谱预测错误概率和协作用户数量下的能量有效性,结果表明协作...     

基于认知的协作系统中继分配算法

随着无线移动通信系统的飞速发展,无线通信网络能耗急剧增加,基于中继协作技术的绿色无线通信研究受到众多研究者的关注.针对基于认知的中继协作系统,提出了一种以最大主系统能效为目标的中继分配算法.该算法在不影响主系统性能基础上,对主系统请求次系统用户作为中继转发数据,且共享主用户频谱进行了简要介绍.算法中次系统通过最大权重匹配方法为主系统分配中继（次用户）,在满足主系统能效最大化的同时,实现了次系统与主系统的频谱共享.对算法进行仿真验证,提出的算法能获得较高的主系统能效,同时提高了整个系统的频谱利用率.     

基于NOMA的协作中继网络安全性能分析

由于非正交多址接入(Non-orthogonal Multiple Access,NOMA)能够显著提升系统的频谱资源利用率,在下一代移动通信中得到广泛应用。对NOMA环境下多中继协作网络的最优中继选择方案和系统安全性能进行了分析和讨论,其中包含窃听者仅窃听中继和窃听者同时窃听中继及源节点这2种情况下的系统安全性能表现,并与相同场景下正交多址接入(Orthogonal Multiple Access,OMA)网络进行了对比。最终的理论分析和仿真结果表明,在所提出系统模型中,当信道条件相同时,NOMA网络总能取得相较于OMA网络更好的安全性能,同时随着系统中继节点数目的增多,NOMA网络在物理层安全性能上获得更大的优势。     

基于能量均衡的认知无线电双向中继网络能耗优化研究

针对使用电池的认知无线电（CR）节点能量消耗不均衡导致系统节点生存时间短,能量利用率低的问题,提出了一种基于双向中继（TWR）的无线通信能耗均衡通信系统.该系统由源节点、目的节点、双向中继及其接收节点组成,每个节点分配初始能量,节点间通过合理的方法设置发射功率来实现功率归一化处理,从而平衡节点间的能量,防止网络中部分节点由于能量耗尽过早消亡,实现无线通信网络中节点能量的均衡和网络生存寿命的最大化.仿真结果表明,本文提出的基于能量归一化均衡算法可最大化能效,并能提高能量利用率的同时延长系统生存时间.     

协同认知无线网络中自适应中继节点选择算法

最优停止规则算法的优点是避免主用户考察所有次用户,使主用户能在较短观测时间内挑选出满足通信服务质量的中继节点。但存在些许不足之处,如仅考虑了单次协同通信情况,没有充分利用历史中继节点选择信息。为了克服上述缺点,需要优化该算法的性能,通过引入反馈机制,提出了自适应中继节点选择算法,在每次中继节点选择结束后更新信息库中次用户中继概率,主用户从中继概率高的次用户开始观测。研究结果表明:自适应中继节点选择算法的效率要比最优停止规则算法高;该算法可进一步减少观测次数,降低系统的传输时延和观测能耗,提高主用户的平均吞吐率。