多速率感知的无线多跳网络信道分配

为了减轻多速率共享问题对无线多跳网络造成的影响,结合路由选路过程中的报文广播,提出基于速率和网络流量进行信道分配的跨层设计方法.该方法提出容量代价函数,设计了信道分配优化模型,在保证新业务带宽需求的同时,降低新业务接入对原有业务的影响,在路由选路过程中实现速率和信道的同时优化.仿真结果表明,该方法使网络吞吐量获得很大提升,同时节省了大量协议开销.     

基于路由树的多信道多跳无线传感器网络资源分配算法

采用有效的多信道资源分配算法可以增强网络的稳定性,提高网络的通信效率.因此提出一种适用于大规模网络的资源分配算法,既可用于静态网络,也可用于动态网络.首先根据路由树的关系,依据提出的时隙复用规则,给出节点间的时隙分配.仿真与管载数据包算法比较,在不同的通信距离下,网络的吞吐率分别提高35.7%和18.4%.在动态网络中,恢复网络通信产生的通信量与节点个数的变化有关,与总通信量的比例要小于网络节点变化的比例.     

无线传感器网络寿命与效用的跨层优化

针对无线传感器网络,提出了一种基于无线传感器网络寿命与效用的跨层优化算法。为了提高无线传感器网络的使用寿命和效用,综合介质访问控制和传输层流量控制,建立以基于网络效用与网络寿命为目标、以链路传输容量与无线传感器网络目标寿命为约束条件的双目标优化模型,利用拉格朗日垂直分解法将双目标优化模型逐层分解为两个单一层的优化问题,推导出链路传输概率和拉格朗日乘子的迭代公式,并得到优化方案。仿真结果表明,该跨层优化算法在保障网络寿命与满足链路容量前提下,提高了无线传感器网络的使用寿命和效用。     

基于多信道的MAC层协议在无线传感器网络中的应用

摘要：随着无线传感器网络在工业测控,医疗监护和智能建筑等领域的迅速发展,使用单一信道和信道竞争的MAC层协议已经很难满足这些应用的低功耗、抗干扰、高可靠性和可预测可控制时延等要求.基于多信道的MAC层协议是满足这些应用要求的一个重要手段.本文提出了系统的对多信道MAC层协议的分类方法,并总结和比较了到目前为止在无线传感器网络多信道MAC层协议方面的主要研究工作和国际标准化协议的研究进展,最后提出了在这个领域的若干研究课题和发展方向.     

结合速率自适应的虚拟MIMO传感网络跨层优化

由于无线传感网络能量受限性，该文通过把虚拟MIMO技术融合到无线传感网络的跨层优化设计中以最小化能量消耗，延长网络生命周期。并通过对一系列非线性规划问题的求解得出了使能量最小化的最优路由方案、MAC调度以及速率自适应等性能参数。随后重点分析比较了速率自适应技术对能量消耗，最佳路由方案等系统性能参数的影响。     

无线传感器网络MDC视频传输的跨层多径路由协议

将网络协议栈的跨层优化设计思想应用于多媒体无线传感器网络,提出一种基于视频编码峰值信噪比最优的跨层多径路由协议.在跨层多径路由模型中,以最大化应用层的多描述编码(MDC)峰值信噪比作为优化目标,通过物理层的丢包率测量和MDC层的信道容量估计联合确定网络层的多径路由属性,MDC的每个描述被映射到多条链路独立的路径上分别传输,最终在Sink节点进行汇聚.对随机生成的网络拓扑求取最小跳数节点的独立两路径路由和跨层多径路由,将Foreman视频分割成2个描述编码视频沿不同路由进行传输,仿真结果验证了跨层多径路由能够降低丢包率和提高平均PSNR.跨层多径路由协议能够提高MDC视频在无线传感器网络中的传输质量.     

基于网络效用与寿命的无线传感器网络跨层优化

为有效提高无线传感器网络在节点能量、存储与计算能力资源受限条件下的网络能力,提出了一种基于网络效用与功耗的跨层资源优化算法。综合物理层功率控制、Mac层接入控制、传输层流量控制模型,以网络效用和寿命为优化目标,建立了以拥塞代价和能量代价为基础的网络协同优化机制,采用垂直分解理论实现优化目标的逐层分解,推导出基于节点的功耗、链路接入概率和速率的更新公式,实现了分布式的优化解决方案。     

基于蚁群优化算法的无线传感器网络跨层路由协议

针对无线传感器网络对实时性、鲁棒性及能耗平衡要求较高的特点,提出了基于蚁群算法和跨层优化的无线传感器网络路由协议ABCRO（Ant-Based＆Cross-layer Routing Optimization）。算法综合考虑各层之间的信息共享机制,将链路的通信开销和链路通信情况以数据的形式转换为网络性能优良的评估参数;通过将接纳控制网络节点机制、信息素禁忌表的双向更新、节点剩余能量信息维护及跳数更新等信息加入路由选择公式,有效增强算法的可扩展性,降低通信过程中的拥塞问题。仿真实验表明ABCRO算法能够较快的寻找出一条最优的路径,从而平衡网络能耗,降低冲突率,有效提高网络整体性能,延长网络寿命。     

Mesh结构无线传感器网络中的自适应跳频机制

提出了一种用于Mesh拓扑结构无线传感器网络的自适应跳频算法,网络中的节点根据邻居的连接信息选择自己与邻居通信的备用信道,一旦当前信道质量变差,通信双方放弃当前信道,使用备用信道进行通信,从而提高了网络的可靠性. 算法有效地利用了多信道进行通信,在网络密度不太大且网络拓扑变化不频繁的情况下是有效的.      

延长无线传感器网络生存周期的跨层算法

为了延长无线传感器网络(WSNs)的生存周期,提出了联合优化物理层和网络层的跨层算法.首先通过物理层的功率控制方法,初步确定可能参与通信传输的传感器节点候选集;然后在节点候选集中,综合考虑传感器节点的接入概率、端到端通信链路的单跳成功传输概率和端到端通信链路的能量效率,以达到均衡性地进行网络层路由选择的目的,实现传感器网络的端到端通信传输过程.仿真结果表明,在保证能量效率的同时,该算法可以有效地延长无线传感器网络的生存周期.     

多信道无线网络中窃听与干扰攻击的对抗策略

为了在无线网络中同时对抗智能干扰与窃听攻击,论文基于斯坦伯格博弈,通过功率控制的方法,设计了一个窃听与干扰攻击对抗策略。在该策略中,干扰者的目标是造成源节点的能量损耗与通信质量的下降,而源节点则通过功率控制来对抗干扰者的干扰,论文不仅严格证明了该博弈模型均衡的存在,而且提出一种分布式学习算法,使得博弈过程可以在节点间没有信息交换的情况下高效地收敛于该均衡。在此基础上,我们通过分析安全容量与窃听概率,证明了提高干扰信道的信道增益可以同时降低窃听者的窃听概率。在性能分析中,通过与其他博弈模型的分析对比,论文提出的策略在对抗非合谋的智能干扰与窃听攻击方面可以达到很好的抗攻击效果。     

多信道占空比感知的无线传感网低延迟广播

针对多信道占空比感知无线传感网,证明了最低延迟广播问题是NP难问题,提出了两种新的概念:候选活跃冲突图和可行活跃冲突图,并在两种新概念的基础上提出了一种低延迟的广播算法--高效广播算法,理论分析证明该算法具有较小的近似比.仿真实验结果表明,与现有算法相比,高效广播算法能够有效降低广播延迟.     

一种移动无线多跳网络中的新型切换认证方案

通过门限方案设计了切换分配认证的安全通信模型,然后配发交叉证书的进程,描述和分析了从节点离开前网络到进入新网络的漫游切换认证的步骤．在没有证书颁发机构的情况下,提议了一种新型无线多跳网络中不同网域之问的漫游切换认证方案。并为节点的漫游切换和安全通信提供了一种有效方法,该方法能够获得和避免对单节点的攻击,因而有更好的灵活性和安全性,在未来的无线多跳网络应用中有重要的参考价值．     

用于多跳中继网络的随机接入协议

提出时分多址方式下由固定中继节点支持的透明模式下的随机接入协议, 通过中继节点与用户间的合作重传来解决多个用户同时接入发生碰撞的问题. 协议的核心思想是从协议层角度利用网络资源通过选择性重传提供分集, 当数据分组发生碰撞时, 接收端能够利用已接收的数据信号恢复分组, 且不增加调度开销、不增设天线, 发生碰撞时的信道资源不再被浪费.仿真结果表明,该协议与以往研究相比, 网络的整体性能得到了明显改善.     

一种适用于WMSNs的多信道快速数据收集算法

为了提高WMSNs中多个源节点到sink节点的数据收集效率,文章提出了一种基于树型拓扑结构的多信道快速数据收集算法。该算法有三个主要特点:基于接收方的信道分配算法有效地消除了信道间的干扰;TDMA机制消除了节点间的竞争和冲突;节点度受限的平衡路由树的构建,消除了由于单个节点度太深所造成的调度瓶颈。通过在不同节点配置密度下的深入仿真,验证了文中提出的多信道调度算法与同样基于树的多信道调度协议TMCP相比,具有更快的调度收集性能,同时,采用平衡路由树进一步缩短了收集调度长度。     

多用户无线供电通信网络中基于最大加权和速率的优化方案

针对多用户无线供电通信网络系统中的交叉耦合干扰问题,提出了一种基于时间反演技术联合优化上、下行时间分配和功率分配方案,以最大化上行加权和速率.利用时间反演特有的空时聚焦性抑制交叉耦合干扰;然后建立优化模型,将难以求解的加权和速率问题转化为最小均方误差问题;最后通过分级逐次优化变量,分别求出功率和时间的最优解.仿真结果表明,在引入时间反演技术抑制系统的交叉耦合干扰后,系统的平均加权和速率明显提升.     

应用于分布式无线网络支持语音/数据业务的媒体接入控制协议

针对分布式无线网络提出了一种支持语音/数据业务的多信道媒体接入控制协议 .该协议基 于竞争的 CSMA /CA机制 ,具有动态的信道分配并且信道数目不依赖于网络拓扑结构的特点 . 协议改进了 IEEE 802. 11标准中的退避算法 ,并采用不同的帧间隔以保证实时语音业务的性能.