基于PID的信道自适应跨层优化无线视频传输

无线网络信道带宽有限、误码率高且实变性强。为了平衡无线网络视频服务中相互竞争、相互制约的2个重要指标,即抗错性能和传输效率,该文从跟踪无线网络的信道状态出发,提出了一种基于PID(比例积分微分)控制技术的无线视频传输框架,自适应地跨层优化无线视频通信系统的传输效率,使其在稳定性和传输效率之间达到有效的折衷。仿真实验表明了该方法的可行性和有效性,在同等条件下传输效率比传统方法提高10%~20%,尤其在无线信道误码率变化剧烈的情况下,效果更加明显。该算法对原有编解码器改动不大,具有较强的实用性。     

基于跨层设计与优化的无线传感网络数据传输算法

针对无线传感网络(wireless sensor networks,WSNs)的多对一通信,提出了路由和媒体接入协议(medium access control,MAC)的跨层设计与优化的数据传输算法,记为J-R-MAC(joint routing and medium access control),进而减少传输时延。JR-MAC算法引用新的周期结构,此周期结构允许k个节点在同一个周期内安排数据包传输;并给节点提供k次机会传输数据包。同时,J-R-MAC算法将网络内所有节点划分k个不相交集;进而减少节点的空闲监听时间。此外,J-R-MAC引用特殊序列作为地址,减少控制包尺寸;进而降低能耗。仿真数据表明,与同类的协议相比,提出的J-R-MAC算法有效地降低了端到端传输时延;并提高了数据包传递率。     

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.     

无线Mesh网络的PHY-MAC跨层优化的研究

传统的分层式协议结构可以给部分无线网络带来理想的性能。由于无线Mesh网络(WirelessMesh Net,WMN)本身协议结构的特殊性,传统方法无法提升其性能。通过跨层优化可以有效改善无线Mesh网络性能。本文以物理层(PHY)与MAC层的跨层优化为例,总结了先进的物理层技术和PHY-MAC跨层优化的主流方案。     

基于预测算法的认知网络的跨层研究

本文首先讨论认知无线网络跨层设计的引入与发展方向,然后针对预测算法提出基于云理论的跨层设计。最后,总结全文并对未来工作提出展望。     

一种水下无线传感网络中节能跨层路由协议

为了提高水下无线传感器网络(Underwater Wireless Sensor Network,UWSN)的能量有效性,对节能路由策略进行研究.当给定源宿节点距离,通过多跳中继转发数据时,证明了一定存在能量最优的中继跳距.提出了一种节能的路由协议,节点通过适当的信息交换来获取邻居信息而不必知道全局信息,基于跨层设计的思想,在物理层根据反馈信息和最优跳距分配不同的功率级,在网络层寻找与理想路径临近的节点作为下一跳节点.仿真结果表明,该协议相对于FBR、VBF和DFR路由协议消耗更少的能量.     

水声无线传感网中延迟敏感应用的跨层方案

在能量受限的水声无线传感网络中,为了满足不同业务的通信质量,提出了一个分布式的跨层方案,综合考虑传输层、网络层、物理层因素,延迟容忍的用户在传输层进行流量控制,并根据当前信道状态和网络层队列,通过Lyapunov优化和发射功率控制来进行资源分配,以保持整个网络队列稳定,满足网络公平性.仿真结果表明,此方案在满足延迟敏感用户服务质量(QoS)的同时,能够最大化延迟容忍用户的数量.     

异构无线传感器网络跨层协议研究现状

信息技术的不断发展使泛在式异构一体化综合网络应运而生,包含了节点异构性、链路异构性和网络协议异构性等特点的异构无线传感器网络(HWSN)已在众多领域得到大量应用.为进一步提高HWSN网络整体性能,对HWSN进行跨层设计已成为当前研究的一个重要途径.但目前关于HWSN跨层协议的研究仍处于起步阶段,且实际应用于HWSN的跨层协议尚不成熟.通过分析HWSN跨层设计的目的和方法,从应用层、传输层、网络层、MAC层、物理层5个层次比较了当前HWSN跨层协议并对相关协议进行研究,旨在探讨HWSN跨层设计的发展方向,为相关研究工作提供一定的参考和借鉴.     

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...     

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.     

多跳传感器网络中基于能量感知的机会路由算法

针对传感器节点能量有限的问题,综合考虑链路质量和能量提出一种新的路由度量标准,并基于此路由度量标准,提出一种候选集选择算法和节点协调机制.仿真实验验证了该能量感知机会路由(ETOE)的有效性,相比于传统的机会路由,ETOE可获得更好的网络性能.     

基于跨层设计的传感器网络寿命最大化算法

面向监测应用的无线传感器网络,当链路存在干扰时,节点在传输数据时会对位于其干扰范围内的节点造成信号干扰,从而使得这些节点不能正确收到其它节点传输的数据.针对这种场景下的网络寿命最大化问题,分析了网络流量和节点能耗,提出了一种将功率控制和数据聚合路由相结合的非凸优化模型.通过对数转换方法将非凸优化问题转化为凸优化问题,利用优化理论和方法将凸优化问题分解为聚合数据率分配子问题和功率控制子问题,最后给出了联合优化问题的分布式解法.仿真实验表明,使用该方法可以有效减少数据通信量,均衡各个节点的能量消耗,有效延长网络寿命.     

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.     

一种无线传感器网络跨层拥塞控制算法

在无线传感器网络中节点级拥塞和链路级拥塞同时发生的情况下,引入滑模变结构机制,提出相应的拥塞控制算法.链路级拥塞采取节点输出流量最小的数据包优先进行传输的原则;节点级拥塞利用主动队列管理方法实现拥塞控制.所设计的控制器实现了MAC层和传输层同时进行拥塞控制的目的,使整个网络中的节点根据局部的拥塞状态调整数据发送速率,同时自适应地分配MAC信道,利用Lyapunov函数证明了算法的有效性.仿真结果表明该算法有效缓解拥塞的发生,大大降低排队时间.     

基于分布式的无线传感器节点定位算法研究

本文分析了无线传感器网络的特点和目前己有的各类定位算法的基本思想及性能,并对现有的几种无线传感器网络分布式节点定位算法进行了深入的研究,从而确定了有效的定位算法对每个节点的位置具有重要的理论意义与实用价值。     

一种用于无线传感网中的能量自适应分布式分簇算法

通过综合考虑节点分布和剩余能量水平,并对簇的形成过程进行优化,引入机制保证簇的能量消耗均衡,以改进网络生存时间和覆盖率. 所提出的分布式分簇算法经过仿真结果表明,新算法相对于现有的多种算法在能量均衡性和网络生存时间上有较大改进,半数节点生存时间延长一倍以上,而负载均衡性仍保持在相同水平上.     

无线传感器网络能量优化的研究综述

针对无线传感器网络能量受限,每个传感器的网络生命时间都特别依赖节点的电池能量问题,以无线传感器网络体系结构为主线,总结了协议栈各层提高能量效率从而延长网络生命时间的主要技术手段,讨论了延长传感器网络生命时间的未来发展方向。     

基于认知无线网络的跨层设计研究

首先讨论认知无线网络跨层设计的挑战,然后提出一种基于推理机的跨层设计方案。最后,总结全文并对未来工作提出展望。