基于功率控制的无线Mesh网络拓扑控制

针对无线Mesh网络中由于无线信号干扰而造成的端到端吞吐量并不理想问题,提出一种采用功率控制构造无线Mesh网络拓扑的算法,通过调整节点的传输功率到一个合理的水平来降低干扰以提高信道的空间复用度,从而改善网络的吞吐量。结合流量模型和干扰模型计算整个网络的吞吐量。仿真结果表明,该拓扑控制能够提高无线Mesh网络的吞吐量。     

无线 Mesh网络规则拓扑结构与容量研究*

拓扑控制技术可以有效地提高无线Mesh网络的网络容量并增强网络可靠性,采用拓扑控制所构成的规则网络拓扑结构还具有良好网络路由和链路分集能力。通过对随机拓扑和规则拓扑的网络容量与拓扑特征的分析,表明规则拓扑在无线Mesh网络中具有优良网络品质。为了使规则拓扑适应密集组网的应用环境,设计一种虚拟层次化的规则拓扑结构;进一步通过拓扑分割构成微虚拟小区解决网络的可扩展性问题。仿真证明规则拓扑及其拓扑分割技术提高了无线Mesh网络容量等网络性能。     

煤矿应急救援中无线Mesh网络多信道分配算法

针对现有的无线Mesh网络多信道分配算法无法解决煤矿应急救援中无线Mesh网络因传输干扰导致的信道分配抖动问题,结合无线Mesh网络连通性以及干扰模型,提出了一种基于拓扑分层和干扰避免的多信道分配算法,即对网络拓扑分层,在确定第1层节点与边的基础上,继续对其他层进行拓扑分配,然后根据干扰情况对各层进行信道分配。设计了仿真模型:无线Mesh节点发射距离为200m,干扰距离为500m,拓扑范围为1 000m×1 000m。随机选取20个节点,在可用信道变化和网关变化2种情况下对该算法进行仿真分析,结果表明该算法较常用的拓扑结构算法提高了网络的吞吐量,降低了信道分配中的传输干扰。     

一种采用定向天线的无线传感器网络拓扑控制算法

针对无线传感器网络实际应用中存在节点分布不均匀的情况,提出一种采用定向天线的无线传感器网络拓扑控制算法DATCA,算法充分利用了定向天线较高的能量效率及较强的干扰抑制等特性。本文利用有边界的帕累托分布构建节点分布模型,OPNET仿真结果表明:DATCA算法在保证网络连通性的同时,相比传统拓扑控制算法显著提高了网络的性能。     

自适应波束天线自组网拓扑控制算法

定向天线能显著提高无线系统的性能和容量,但采用定向天线的自组网拓扑构建问题比全向天线网络复杂。拓扑控制是一种保证网络连通和性能优化的有效手段。基于自适应波束定向天线模型提出一种拓扑控制算法,确定天线的主波束朝向,调整节点的发射功率构建拓扑。算法在保证网络连通的基础上,利用主波束的高增益,降低了节点的发射功率,从而降低节点能耗;同时利用定向天线方向性强的特点,减少了节点间干扰,提高了网络吞吐量。仿真结果表明,算法显著提高了网络性能。     

无线mesh网络的拓扑控制算法研究

针对无线mesh网络(WMN)中由于无线信号干扰造成的端到端吞吐量并不是很理想的问题,提出了一种通过以最小化最大冲突负载为策略构造无线mesh网络拓扑的拓扑控制算法.在形成网络拓扑之后,算法通过调整节点的传输功率到一个合理水平来降低干扰,从而提高信道的空间复用度以优化网络的吞吐量.最后以最大冲突域负载作为性能指标的仿真结果表明:通过拓扑控制能够提升无线mesh网络的吞吐量.     

有效支持拓扑控制应用的新型MAC协议

分析了无线自组网中拓扑控制技术有待解决的相关问题,提出了一种有效支持拓扑控制应用的MAC协议。该协议基于RTS/CTS机制,引入拓扑控制算法,通过收集相邻节点的拓扑控制信息,调整节点信号覆盖半径,降低节点间干扰。同时,“自激活”机制保证了节点收集到的拓扑控制信息的完整性。仿真结果表明,该协议能够有效支持拓扑控制技术在无线自组网中的应用,提升网络空分复用度,进而提高网络吞吐量,降低端到端延时。     

基于物理干扰模型的WSN拓扑控制算法

拓扑控制是无线传感器网络研究中的重要问题。现有的大多数关于拓扑控制的工作集中于如何降低能耗,但是没有考虑干扰带来的影响。针对网络容量的最大化问题,提出一种在信号干扰信噪比模型下的拓扑控制算法PLTCA。该算法无需任何节点的位置信息,通过计算3跳以内的前向和后向列表来构建拓扑。在PLTCA算法中,采用功率控制技术,节点通过改变发射功率或者发射方向选择自己的邻居节点,从而控制网络拓扑结构。通过理论分析对算法的连通性进行论证。仿真结果表明,PLTCA算法在保证网络连通性的基础上,减少了网络总体的能量损耗,与MaxSR算法相比,节点的平均链路能量损耗减少10%~20%。     

基于无线 Mesh 网络的井下骨干链路的带宽问题研究

随着我国通信技术的不断发展,为了在井下掘进、采面等过程中实现实时全面稳定、高可靠以及高性能的通讯,避免在发生事故时,因线缆损坏导致通信中断,在考虑容量带宽和网络冗余、井下施工和维护,以及电源冗余等问题后,将利用无线 Mesh 网络作宽带移动通信技术来解决井下通讯难题,因此,论文通过简要介绍无线 Mesh 网络,针对基于无线Mesh 网络的井下骨干网络拓扑结构,对井下骨干链路性能做出了详细分析。     

基于节点增益不同的无线网络拓扑控制技术

无线网络拓扑控制通过调节网络节点的传输功率等措施,从而提升网络性能。无线异构网络因为其网络节点的不同特性,使得适用于无线同构网络的拓扑控制技术无法获得理想的网络性能。以无线网络的图论模型为基础,将信号的能量域指标引入图论模型,从而有效地解决了无线异构网络节点接收增益不同所带来的网络干扰等问题。采用异构无线网络层次类聚等算法,获得接收增益不同条件下的拓扑控制策略。仿真表明,该拓扑控制算法对无线异构网络性能有较大改善。     

自组网中基于自适应波束天线的拓扑控制算法

定向天线自组网拓扑的构建问题比全向天线网络复杂.基于自适应波束定向天线模型提出一种分布式拓扑控制算法,通过调整节点发射功率,改变天线波束的朝向、宽度和增益来构建拓扑.网络中每个节点收集其邻居节点信息,采用功率控制调度策略选择最优相邻节点,并选取覆盖所有最优相邻节点的最小发射功率为此节点的发射功率.算法在保证网络连通性与无向性的同时,降低了节点的发射功率,减小了节点的平均度数,从而降低节点能耗,减少了节点间干扰,提高了网络吞吐量.仿真结果表明,算法显著提高了网络性能.     

基于自适应波束天线的局部优化拓扑控制算法

拓扑控制有助于提高ad hoc网络的性能,采用定向天线的自组网拓扑控制比全向天线网络更为复杂。基于自适应波束定向天线模型提出一种局部区域优化的拓扑控制算法。该算法利用分簇的思想将网络划分为可重叠的多个区域,区域内节点采用最小生成树（MST）的思想确定邻居关系,通过调整节点发射功率,改变天线波束的朝向、宽度和增益来构建拓扑。算法减小了节点的平均度数,降低了节点的发射功率,从而降低节点能耗,减少了节点间干扰,提高了网络吞吐量,仿真结果表明,算法显著提高了网络性能。     

无人机巡检系统中高频效的混合波束赋形方法

随着智能电网的发展,无人机巡检输电线路应用越来越广泛。为了有效实施输电线路故障定位和类型判断,要求无人机回传视频图像的分辨率越高越好。在带宽有限的条件下,需要尽可能提高无人机回传通信链路的频谱效率,以满足高分辨率视频图像对传输速率的需求。提出基于Mesh网络的视频图像回传通信方法。通过在杆塔上部署无线接入节点并构建Mesh网络,无人机搭载的通信设备作为网络节点可随时与构建的Mesh网络进行通信。在获取输电线路故障的视频后,无人机能迅速将视频回传到数据处理中心。为此在巡检无人机的通信模块中配备了大规模天线阵列,在毫米波频段采用启发式点对点定向混合波束赋形方法,从而提高接收通信链路的频谱效率。仿真结果表明,与正交匹配追踪（OMP）方法相比,所提方法性能更优且更接近于纯数字波束赋形方法的性能。     

基于OPNET的自组网拓扑控制有效性的研究

拓扑控制通过调节节点的发送功率,减少信号干扰,降低节点能量消耗,提高网络传输能力。该文通过考察自组网中几种经典的拓扑控制算法,研究了拓扑图能保证连通具有较小的节点度和传输半径。OPNET网络仿真平台仿真发现,拓扑控制的效能受网络中每秒的发包个数影响,当每秒发包个数大于一定值时,拓扑控制将提高网络吞吐量。     

用于Ad Hoc网络的分布式功率控制

在带宽有限且范围面积大的AdHoc网络中,为了对覆盖区域内的信息进行采集、处理和传递,需要考虑多跳传输。然而,多跳传榆会增加节点间的相互干扰,且造成能量消耗不均衡等问题,因此如何减少节点冲突,提高能量效率,成为AdHoc网络面临的重要问题。本文主要研究分布式功率控制,在保证通信质量的前提下,尽量降低信号的发射功率,减少发送节点对邻近节点的干扰,提高信道的空间复用度。最后通过OPNET建立网络模型进行仿真,结果表明该机制的有效性,它可以最小化每比特能量消耗,减少网络冲突,从而改进网络性能。     

Efficient Directional Network Backbone Construction in Mobile Ad Hoc Networks

In this paper, we consider the issue of constructing an energy-efficient virtual network backbone in mobile ad hoc networks (MANETs) for broadcasting applications using directional antennas. In directional antenna models, the transmission/reception range is divided into several sectors and one or more sectors can be switched on for transmission. Therefore, data forwarding can be restricted to certain directions (sectors), and both energy consumption and interference can be reduced. We develop the notation of directional network backbone using the directional antenna model, and form the problem of the directional connected dominating set (DCDS) which is an extreme case of the directional network backbone using an unlimited number of directional antennas. The minimum DCDS problem is proved to be NP-complete. A localized heuristic algorithm for constructing a small DCDS and two extensions of the algorithm are proposed. Performance analysis includes an analytical study in terms of an approximation ratio and a simulation study on the proposed algorithms using both a custom simulator and ns2.     

WSN中基于博弈论的节点功率控制算法

针对如何降低无线传感器网络中节点传输的能量消耗,延长网络生存周期,本文将博弈论引入WSN功率控制中,综合考虑节点的剩余能量、发射功率等因素构建效用函数,将剩余能量较大的节点作为下一跳节点,连接其他节点并承载较多的传输任务.节点在通信过程中以功率博弈算法作为策略方案,不断调整各自的策略,提高信息传输的准确率,并证明该算法纳什均衡的存在.仿真结果表明,与传统分布式功率控制算法相比,该算法通过控制节点传输功率实现了降低能耗的目的,能更快迭代出最优发射功率,并得到较大的信干比.     

一种联合QoS约束及波束形成准则的蜂窝网络高效协作传输技术

针对由于通信干扰严重导致的蜂窝网络数据传输效率不高、能耗较大的问题,提出一种联合QoS约束及波束形成准则的蜂窝网络高效协作传输技术。该技术采用了由宏蜂窝、飞蜂窝组成的蜂窝网络系统模型,分析了网络通信过程中的信号干扰及功率情况。基于QoS约束的高效协作传输算法,采用QoS约束把数据传输的能量效率问题优化成波束成形和功率分配问题,并将Qos约束考虑进波束形成准则,从而改善网络的干扰状态,提高能量效率。实验仿真结果的对比情况表明,该技术可以提高蜂窝网络进行数据传输的能量效率,并减少通信干扰。