一种基于信道性能的MR-MC Ad Hoc网络信道分配算法

信道分配是多射频多信道(multiradio multi channel,MR-MC)AdHoc网络的关键问题之一。为提高MR-MCAdHoc网络吞吐量和端到端时延,在分析当前多射频多信道网络的信道分配算法的基础上,提出了衡量信道性能的度量参数CP(channel performance)并以发送和接收双方测量得到的CP值为依据设计了信道分配算法PCAA(performance-based channel allocation algorithm),以解决网络信道公平接入和分配不合理的情况,从而达到提高网络性能的目的。仿真结果表明:算法在保证网络连通性的前提下,合理分配了信道,显著增加了网络的平均吞吐量,并降低了端到端平均时延。     

多跳中继通信网STDM模式链路容量分析

下一代基于中继节点的多跳蜂窝网络将支持更高速率的多媒体移动业务.多跳中继链路能够有效改善无线通信链路的信道质量,有利于系统容量的提高,但是中继节点的引入代价属于额外无线信道资源的消耗,将会降低系统容量.因此本文提出了空间时分复用(STDM)的多跳中继链路模型,使得中继无线信道资源能够空间复用,通过理论分析和数值仿真,在保证一定的链路距离下,与传统严格时间正交的模式相比,STDM模式的链路吞吐量可以成倍的提高.     

智能配电网通信无线传感器网络QoS建模

根据配电网系统结构和设备分布特点,给出了一种基于无线传感器网络（WSN）的配电网监测数据通信网络架构。针对电力工业通信规范对WSN的要求,建立了基于IEEE 802.15.4标准媒体访问控制（MAC）层协议并引入服务质量（QoS）的QoS-MAC模型,给出了配电网监测节点数据缓冲队列马尔可夫链模型和各节点竞争信道状态概...     

无线传感器网络节点能量平衡优化方法

在无线传感器网络中,传感器节点中有限的能量供给限制了每个节点无线传输的距离。多跳传输通过将数据包转发给中继节点的方式可将数据包发送至远端接收器。在用于数据汇聚的无线传感器网络中,离数据汇聚站较近的无线传感器节点通常要转发比其他节点更多的数据包,从而消耗更多的能量。文章将整个网络的生命定义为直到第一个无线传感器节点能量耗尽从而失效的时间。提出一种基于无线传感器网络的能量平衡优化方案,该方案所采用的能量模型是基于对ChipconCC2420无线传感器射频收发器的测量数据推导得出的。根据这个方案,通过优化网络中数据流转发的分布来平衡节点的能量消耗。从而延长整个网络的使用生命。     

线路在线监测的自组织自愈无线传感器网络方案

如何将安装于杆塔上在线监测的现场数据信息采集终端装置采集到的数据信息安全可靠地传输至监控中心在线监测诊断预警系统主站中对电网安全运行十分重要,因此针对应用对象的技术层面,提出了适用于远距离输电线路故障在线监测的自组织自愈通信网络的原理和方法,设计了应用于输电线路灾害预警系统无线传感网络能够融合数据、图像、视频等多种类型传感信号的异构加速度传感器节点模块;采用异构节点集群路由协议的思想,给出基于ZigBee无线组网技术来实现层次性网络拓扑结构局域网及簇首单跳或多跳集群路由协议,并从节点查询、数据传输速率和网络安全性方面对此方案进行分析,提出了需进一步研究和探讨的相关技术。     

认知无线电中信道和功率协同分配算法研究

认知无线电是一种新的智能无线电技术,它通过动态地接入频谱为用户提供高容量的服务.主要研究了在中继协助下认知无线网络中信道和功率分配的问题.区别于传统的中继信道,认知无线网络信道可归结为3类:直接信道、多跳和中继信道.讨论了不同信道模式的系统吞吐量并且提出了一种信道和功率协同分配算法.该算法通过把感知频谱归到适合模式下,然后优化各节点频谱功率的分配以提高系统的整体吞吐量.在最后数据仿真结果中,协同分配算法在提高吞吐量方面要明显好于单一的信道和功率分配.     

智能配电网无线传感器网络数据通信的QoS-MAC层模型

根据中国电力工业通信规范对配电网通信数据的要求,研究了一种在IEEE 802.15.4标准媒体访问控制(MAC)层协议中引入服务质量(QoS)支持的信道访问机制QoS-MAC模型。通过将配电网遥信、遥控、遥测三类通信数据分为3种优先等级的传输数据,建立节点内三级数据缓冲队列状态的马尔可夫链模型。依据该模型建立了每个节点的信道访问冲突模型、不同优先级数据网络有效吞吐率模型、传输延时模型、节点的无线信道冲撞率模型。通过仿真实验研究,衡量配电网无线传感器网络数据通信的性能。在不同的配电网数据产生率的情况下仿真实验结果表明,所提出的方法可为基于无线传感器网络的配电网数据通信提供有效的QoS保障。     

LPWAN上行多跳通信在输电线路监测应用研究

针对输电线路监测特点提出采用LPWAN技术进行传输数据,根据输电线路分布特点,分析一般LPWAN单跳通讯的优缺点,提出LPWAN上行采用最优多跳通信。给出了确定最优多跳的路由和传输配置算法,首先确定可能的多跳组合,然后计算所有可能传输配置的瓶颈能量,再综合在每种多跳组合中瓶颈能量计算出最优跳路由和最佳传输配置。通过MATLAB仿真验证最优跳的瓶颈能量低于单跳的瓶颈能量,验证最优跳方式在提高网络寿命上优于单跳方式。     

基于服务质量的无线传感器网络MAC协议模型研究

无线传感器网络高性能通信要求MAC协议具有服务质量(QoS)保障功能,以满足数据传输实时性和可靠性需求。针对通过增加额外通信开销实现MAC协议QoS功能所导致传输性能降低的问题,提出一种基于分类优先不公平信道竞争访问的UC-MAC协议,通过节点状态、信道状态和网络状态分析,建立MAC协议多优先数据传输性能分析数学建模,并仿真验证了UC-MAC协议的QoS保障功能和数学模型的准确性。与其他MAC协议对比仿真测试结果表明,UC-MAC协议不改变IEEE802.15.4标准信道访问方式,不增加任何额外通信开销,在网络的吞吐性能和QoS功能两个方面同时得到提升。     

基于AT86RF212芯片的无线传感器网络节点的设计

提出了一种采用AT86RF212芯片的无线传感器网络节点硬件电路设计方案。网络节点能工作在780MHz频段,与IEEE802.15.4c标准兼容。首先简要叙述无线传感器网络节点结构,然后介绍了网络节点各部分硬件设计,最后提出一套测试指标用以分析网络节点的功耗与可靠性。通过实测数据表明设计的网络节点具备低功耗、高可靠性。     

Energy Efficient Medium Access Protocol for Wireless Medical Body Area Sensor Networks

This paper presents a novel energy-efficient MAC Protocol designed specifically for wireless body area sensor networks (WBASN) focused towards pervasive healthcare applications. Wireless body area networks consist of wireless sensor nodes attached to the human body to monitor vital signs such as body temperature, activity or heart-rate. The network adopts a master-slave architecture, where the body-worn slave node periodically sends sensor readings to a central master node. Unlike traditional peer-to-peer wireless sensor networks, the nodes in this biomedical WBASN are not deployed in an ad hoc fashion. Joining a network is centrally managed and all communications are single-hop. To reduce energy consumption, all the sensor nodes are in standby or sleep mode until the centrally assigned time slot. Once a node has joined a network, there is no possibility of collision within a cluster as all communication is initiated by the central node and is addressed uniquely to a slave node. To avoid collisions with nearby transmitters, a clear channel assessment algorithm based on standard listen-before-transmit (LBT) is used. To handle time slot overlaps, the novel concept of a wakeup fallback time is introduced. Using single-hop communication and centrally controlled sleep/wakeup times leads to significant energy reductions for this application compared to more “flexible” network MAC protocols such as 802.11 or Zigbee. As duty cycle is reduced, the overall power consumption approaches the standby power. The protocol is implemented in hardware as part of the Sensium™ system-on-chip WBASN ASIC, in a 0.13- $mu{hbox {m}}$ CMOS process.      

WSN低功耗算法在电力系统中的应用

无线传感器网络由部署在区域内的大量微型传感器节点组成,通过无线通信方式形成多跳自组织网络系统.文章通过探讨适用于电力系统的无线传感器网络,提出通过关键节点数据缓存进行末梢节点低功耗配置和数据获取的方案,通过增加末梢节点休眠时间达到整网低功耗的效果.实验结果证明,此算法可大幅降低整网功耗,且不会增加网络通信量.     

基于IEEE802.15.4无线智能化传感器网络研究及其性能分析

介绍了IEEE80 2 15 4协议的特点、构件及体系结构、发展前景 ,分析了 14 5 1智能传感器模型 ,提出了一种基于IEEE80 2 15 4协议的无线智能传感器网络结构设计 ,并分析了无线传感器网络的特点。     

基于单片机控制射频芯片CC2420无线通信的实现

IEEE 802.15.4/ZigBee技术是近年来通信领域中的研究热点,具有低成本、低功耗、低速率、低复杂度的特点和高可靠性、组网简单、灵活的优势,被称为无线传感器网络的国际标准.各个网络节点问的无线通信是实现ZigBee网络的前提条件.本文基于所设计的网络节点ATmega128L CC2420,介绍了ATmega128L单片机和CC2420射频芯片的性能特点及控制方式,并阐述了2个节点间无线通信的实现过程及调试方法.在此基础上加上ZigBee网络协议构建了应用广泛的ZigBee网络.     

基于ADF7020和LPC2134的WSN电力抄表系统

分析现有抄表系统存在的问题,在此基础提出了一种由LPC2134ARM微控制器和ADF7020构成的WSN电力抄表系统,详细地叙述了系统设计原理与软硬件的实现方法。系统将无线传感器节点嵌入到电表中,通过无线多跳通信方式与小区的集中器,形成无线传感器网络,再利用Internet与电力公司的数据处理中心组建成一套自动抄表系统,该系统有效解决了现有自动抄表系统存在的问题,并具有结构简单、工作可靠等特点。     

Energy Efficient System-on-chip Design for Wireless Body Area Sensor Network

This article presents a novel energy-efficient on-chip design for wireless body area sensor networks focused towards pervasive healthcare applications. The network adopts a master–slave architecture, where the body-worn slave nodes periodically send sensor readings to a central master node. Unlike traditional peer-to-peer wireless sensor networks, the nodes in this wireless body area sensor networks are not deployed in an ad hoc fashion. The network is centrally managed and all communications are single-hop. A cluster algorithm is also presented so that all slave nodes are within the transmission range of the master nodes. It pretends that all slave nodes can share resources and information over the internet to reduce energy consumption. The design on system-on-chip platform has been simulated for some experiments and implemented. Compared to published and industrially used schemes, the power consumption of the proposed design is over 30 and 99% lower in the simulation and platform implementation, respectively.     

无线传感器网络MAC层传输性能模型研究

无线传感器网络数学建模是网络传输性能定量分析的有效方法之一。该文在分析IEEE802．15．4标准MAC层无信标模式信道竞争机制的基础上,通过节点缓冲队列状态分析、网络节点状态分析和无线信道状态分析,建立了MAC层网络吞吐率、有效吞吐率、节点通信平均延时和信道冲撞概率的数据传输性能数学模型。采用MATLAB软件和QualNet网络仿真软件对所提出MAC层传输性能分析模型和相应性能参数进行仿真测试。仿真结果表明,所提出的数学模型能较为准确的模拟无线传感器网络MAC层通信性能,为网络通信协议数据传输性能定量分析提供了一种建模分析方法。     

OpenWSN无线传感器网络硬件平台设计与实现

本文详细介绍了一种无线传感器网络(WSN)硬件平台OpenWSN的设计与实现.该方案采用ARM系列处理器,符合802.15.4标准的无线收发芯片,三维振动和温度等传感器.其尺寸略大于Telos,但处理能力高于目前广泛使用的Gains, Mica, Telos等研究性硬件平台.OpenWSN能够承担图像采集与传输、汇聚节点等对性能要求更高的应用,可与目前基于MCU方式的结点形成良好的互补.本设计遵循了节点的标准化、微型化,低功耗和扩展性等原则.对该节点的测试表明,该方案较好地实现了上述目标,因此它可以成为研究人员选用无线传感器网络平台的理想高端选择.