无线传感器网络中覆盖控制理论与算法

覆盖控制作为无线传感器网络中的一个基本问题,反映了网络所能提供的"感知"服务质量,可以使无线传感器网络的空间资源得到优化分配,进而更好地完成环境感知、信息获取和有效传输的任务.立足于无线传感器网络的覆盖控制问题,分类总结了近年来提出的各种覆盖控制问题的思想和有代表性的研究成果,着重讨论了一些典型的无线传感器网络覆盖控制算法与协议.最后进行了各种算法的比较性总结,深入分析了目前无线传感器网络覆盖控制亟待解决的问题,并展望了其未来的发展方向.     

无线传感器网络的拥塞控制技术

无线传感器网络的多对一通信方式、无线链路的相互干扰、网络的动态变化和资源受限等特性,使得无线传感器网络容易出现拥塞,严重影响网络的QoS传输性能和生存周期,因此拥塞控制成为无线传感器网络服务质量保障机制的关键技术之一.在分析无线传感器网络特点的基础上,说明了拥塞检测和拥塞避免的策略,重点介绍和分析了基于速率控制、流量调度和传输调度等典型的拥塞解除算法,最后对拥塞控制技术的发展趋势进行了展望.     

ISM频段无线热计量传感器网络节点模块的设计与开发

针对智能住宅建筑能效监管需求和现有热计量系统布线成本高、改造难度大的问题,将ISM频段无线收发芯片应用于无线热计量数据的传输过程中,对热计量传感器网络基本结构和工作原理进行了研究,开发了一种无线热计量数据传感器网络节点模块,设计了该节点模块的基本结构和主要电路,并重点介绍了其SPI接口连接方式及数据传输方法、无线收发芯片寄存器读写控制和热计量数据的无线收发过程。实验结果表明,所设计的无线热计量传感器网络节点模块在保证热计量数据稳定、可靠采集传输的同时,大大地增加了热计量传感器网络的灵活性和适用性,为住宅建筑能效数据的智能化采集、传输和管理提供了一种经济、高效的解决方法。     

利用无线传感器网络传输RFID数据的研究

利用无线传感器网络高可靠性、低成本、低复杂度的特点,实现了一个UHF RFID数据传输网络;首先介绍了UHF RFID系统和无线传感器网络的结构;采用高性能的无线单片机CC2430,通过建立和维护设备地址映射表,来实现一个无线串口网络;测试了无线串口网络传输的性能;结果显示,无线传感器网络是一个性价比很高的UHF RFID数据传输手段,是对有线传输很好的补充.     

无线传感器网络QoS仿真与研究

无线传感器网络在军事和民用领域均具有广阔的应用前景,但由于传感器节点资源的限制,网络能否满足在实际应用中的QoS要求是一个重要问题。本文对无线传感器网络的主要QoS指标进行了介绍,并分别从能量效率、丢包率、吞吐量和传输时延等主要QoS指标对三种典型拓扑结构的无线传感器网络进行了分析;实现了基于NS2的无线传感器网络通用仿真平台,借助此平台对典型拓扑结构的传感器网络主要QoS指标进行了仿真验证和分析,得到了不同拓扑结构对无线传感器网络QoS指标的影响程度。     

无线传感器网络中移动协助的数据收集策略

利用移动数据收集器(mobile data collector,简称MDC)进行传感器网络中感知数据的收集,可以有效地减少传感器将数据发送到静止基站的传输跳数,节约网络的能量,延长网络寿命.此外,MDC通过循环收集传感器数据或承担数据转发的功能,避免节点间由于多跳传输引起的能量空洞(energy hole)以及节点失效造成的传输链路中断等问题.MDC的移动性也为无线传感器网络的研究带来新的挑战.研究基于移动协助数据收集的无线传感器网络结构,分类总结了近年来提出的一些典型的基于MDC的算法和协议,着重讨论了MDC在网络能量、延迟、路由和传输等方面带来的性能变化.最后,进行了各种算法的比较性总结,针对传感器网络中MDC的研究提出了亟待解决的问题,并展望了其未来的发展方向.     

基于低能耗的无线传感器节点硬件设计方法研究

无线传感技术相对于传统的传感技术具有方便、快捷、成本低等优点.由无线传感器构成的无线传感器网络能够在无人区域内迅速的构建网络拓扑,达到传输探测信息的目的.但由于其传感设备节点功耗受限问题的存在,给无线传感器网络的稳定性及可靠性带来一些问题.主要针对无线传感器网络中的节点功耗受限的问题,将传感器节点分为处理器单元、传感单元,无线传输单元、电源管理单元4个单元进行研究与分析,探讨如何通过合理设计电路来降低设备功耗,提高设备的能量利用率,从而达到提高无线传感器网络的稳定性和可靠性,延长网络生命周期的目的.     

无线传感器网络的控制协议及协议覆盖性能评价研究

在无线通信、传感技术及嵌入式技术不断发展的过程中逐渐形成了无线传感器网络,覆盖策略是无线传感器网络中最基本的问题,也是最需要解决的问题,其能够保证无线传感器节点部署实现被检测目标和区域的覆盖。在无线传感器网络不断发展的过程中,覆盖传输控制出现了多种问题。基于此,就对无线传感器网络控制问题进行分析,总结了目前传输控制协议和设计的思想,提出了全新的无线传感器网络覆盖控制协议,最后对协议的性能进行研究,证明其具有良好的覆盖率,能够实现快速收敛。     

无线传感器网络的拓扑控制研究*

讨论了拓扑控制的目标,利用随机图理论研究了无线传感器网络拓扑控制的模型及代表性算法;基于网络结构的不同,分析和比较了无线传感器网络中各种拓扑控制机制的特征;深层剖析了无线传感器网络拓扑控制与连通、调度之间的关系;最后对拓扑控制亟待解决的问题进行了总结和展望。     

无线传感器网络(WSN)安全综述

无线传感器网络是自动化、通信工程和计算机科学技术学科中的一个新的研究领域,是一项应用于监视和侦察的技术,具有广阔的应用前景。随着传感器网络在各个领域地不断应用,其安全问题日益突出。但是在迄今的无线传感器网络研究和发展过程中,对其安全问题考虑较少。本文在介绍传感器网络有关知识的基础上,研究了传感器网络的安全技术。主要工作如下:1.分析了传感器网络面临的各种攻击,结合传感器网络自身特点提出了传感器网络的安全需求。2.分析了传感器网络中的对密钥管理方案,比较了各种对密钥管理方案的优缺点。3.给出了一种针对传感器网络的安全加密协议,并对该协议的一些实现问题及其特点进行了分析。     

组播拥塞控制综述

在组播获得广泛应用之前,必须解决拥塞控制问题.组播拥塞控制有两个重要的评价目标:可扩展性和TCP友好(TCP-friendly).围绕这两个评价目标,介绍组播拥塞控制的研究现状,从不同角度对组播拥塞控制算法进行分析,并讨论最近的组播拥塞控制协议,最后指出今后的研究方向.     

网络控制系统的时延分析及数据传输技术研究

网络控制是计算机、通信技术和控制技术融合发展所形成的一个新领域，在综述网络控制系统研究现状的基础上，指出网络时延特性是影响系统性能的关键因素，重点分析了时延的构成和不确定性，结合数据特征探讨了几种与时延特性密切相关的数据传输技术和常用协议的技术构成，最后给出了网络控制系统的主要研究内容和发展趋势展望。     

具有星间链路的卫星星座网络路由技术研究

随着Internet应用的快速增长，以IP为基础的数据业务在网络中的比重越来越大．卫星网络能够提供全球覆盖并支持多种业务．在具有星间链路的卫星网络中进行分组路由成为非常重要的问题．近年来．研究人员提出了多种卫星网络路由算法．目的都是为了寻找最优传输路径并保证一定的服务质量．分析了卫星网络中路由问题及其难点．全面综述了各种路由算法．并对它们进行了详细分析和比较．最后指出进一步的研究方向．     

Ad hoc网络中MAC协议的研究与综述

对Adhoc网络中MAC协议的研究是一个比较新的领域,正在引起人们的广泛关注.MAC协议的重要性来源于无线信道的一些有别于有线信道的特征,例如:隐藏终端、暴漏终端、信号衰落.目前已经提出了一些MAC设计方案,但这些方案都是孤立存在的,为了能从整体上了解MAC协议发展现状,对现有的MAC协议进行了归类并且对它们进行了简单描述,作为结论,给出了MAC协议的发展方向.     

A stochastic control approach to Slotted-ALOHA random access protocol

ALOHA random access protocols are distributed protocols based on transmission probabilities, that is, each node decides upon packet transmissions according to a transmission probability value. In the literature, ALOHA protocols are analysed by giving necessary and sufficient conditions for the stability of the queues of the node buffers under a control vector (whose elements are the transmission probabilities assigned to the nodes), given an arrival rate vector (whose elements represent the rates of the packets arriving in the node buffers). The innovation of this work is that, given an arrival rate vector, it computes the optimal control vector by defining and solving a stochastic control problem aimed at maximising the overall transmission efficiency, while keeping a grade of fairness among the nodes. Furthermore, a more general case in which the arrival rate vector changes in time is considered. The increased efficiency of the proposed solution with respect to the standard ALOHA approach is evaluated by means of numerical simulations.     

无线传感器网络拥塞控制技术研究进展

无线传感器网络中的数据传输模式主要是多对一的.由于传感器节点资源严重受限、通信链路易受干扰等因素,使得拥塞问题十分严重.而传统的传输控制协议,不管是有线网络上的还是自组织网络上的,并不完全适用于无线传感器网络.拥塞控制技术作为传输层协议的关键技术之一,是传感器网络协议研究中的一个热点问题.从拥塞控制技术的研究背景入手,综述了当前该领域具有代表性的工作,对涉及的主要方法进行了分析比较.最后进行了总结并指出了传感器网络拥塞控制技术未来的研究方向.     

机载网络体系结构及其协议栈研究进展

随着空中任务的不断增加,尤其是无人机的迅速发展,机载通信需求的快速增长促使机载通信向网络化的方向不断发展.作为连接卫星网络和地面网络的空中通信重要枢纽,机载网络具有诸多区别于无线移动网络的新特征,包括大尺度三维稀疏分布场景、长传输范围、移动轨迹可预测、高速移动、高动态拓扑和分群结构等.这也使得其在体系结构和协议栈设计上面临新的挑战,成为学术界和产业界的研究热点.首先,对机载网络体系结构和网络特征作了介绍;进而,重点对MAC协议、路由协议和传输控制协议3个方面的研究进展进行了系统的综述;最后,讨论了机载网络研究存在的一些问题和需要进一步研究的方向.     

Schemes for scheduling control messages by hierarchical protocols

The paper addresses the problem of designing efficient scheduling policies for the transmission of control messages by hierarchical network protocols. Such protocols encounter a tradeoff between the desire to forward a control message across the tree as soon as it is received, and the desire to reduce control traffic. Scheduling problems that arise in this context are defined and discussed. The paper mainly concentrates on minimizing the average extra delay encountered by the control messages under an upper bound on the number of outgoing messages a node can send during a fixed period of time. A polynomial-time algorithm is presented for the off-line version of the problem, and then several efficient on-line heuristics are presented and compared.     

基于SDN架构的高性能网络拥塞避免策略

拥塞管理是高性能网络领域的重要研究方向,网络拥塞会对网络的全局性能产生较大影响。现有的拥塞管理多采用分布式拥塞避免策略,能够在一定程度上解决网络的拥塞问题,但其处理过程基于局部信息,不能充分利用网络资源,处理效率偏低。近期,人们提出软件定义网络(SDN)架构,该架构采用集中控制器和多层网络技术,能够较好地获取网络的全局信息。在原有工作的基础上提出了一种基于SDN架构的全局拥塞避免策略OSCP,该策略在拥塞信息获取和控制信息的传输上,改进了原有的解决方案,并结合自适应传输进行网络路由。实验结果表明,该策略可以较好地避免和解决网络中存在的拥塞问题,降低网络延迟并提高饱和吞吐率。     

Survey on time-delay approach to networked control

This paper provides a survey on time-delay approach to networked control systems (NCSs). The survey begins from a brief summary on fundamental network-induced issues in NCSs and the main approaches to the modelling of NCSs. In particular, a comprehensive introduction to time-delay approach to sampled-data and networked control is provided. Then, recent results on time-delay approach to event-triggered control are recalled. The survey highlights time-delay approach developed to modelling, analysis and synthesis of NCSs, under communication constraints, with a particular focus on Round-Robin, Try-once-discard and stochastic protocols. The time-delay approach allows communication delays to be larger than the sampling intervals in the presence of scheduling protocols. Moreover, some results on networked control of distributed parameter systems are surveyed. Finally, conclusions and some future research directions are briefly addressed.