基于无线多跳自组网的混合路由研究

随着大规模无线多跳自组网在军队通信、应急通信等领域的广泛应用,域路由协议（ZRP）作为一种混合路由协议,其灵活的路由发现和维护策略,使其在大规模网络中的应用受到了更多的关注。ZRP的域内路由协议以及域间路由协议的选取,对协议整体性能影响巨大。面向具有一定拓扑变化的大规模无线多跳自组网,基于传统ZRP框架,优化设计得到改进的域路由协议。改进协议中,域内路由协议采用具有更高路由有效性以及较小资源消耗的主动路由策略,域间路由协议则通过增加过期路由缓存机制降低网络控制开销。通过建模分析验证了改进协议的域内路由具有更高的有效性;通过软件模拟平台NS2仿真,验证了改进协议具有更优的性能。     

多跳分簇自组网络的最优簇内跳数分析

多跳分簇自组网络的网络规模扩展性差、开销大,簇内跳数的选取是影响分簇网络性能的关键。综合考虑路由层簇维护和媒体介入控制层调度的开销,利用硬核泊松点过程推导网络的干扰与容量,进一步建立网络吞吐量与信道利用率模型,以吞吐量最大化为目标,以信道利用率为约束,得到最优的簇内跳数。仿真结果表明,所建立的模型能有效反映簇内跳数、节点密度等参数对干扰强度、网络吞吐量和信道利用率的影响,簇内跳数的最优值取决于路径损耗系数和节点密度。     

联合战术通信网络中的无线协同传输技术

针对联合战术通信网络拓扑变化导致的通信中断风险,研究了基于物理层的无线协同传输技术。基于典型场景建立了MIMO协同和多跳中继协同模型;分析了模型中的信道容量及信噪比等指标;为验证分析结论设计了仿真实验,进行不同收发配置、编码、跳数情况下的对比。给出了两类协同收发机结构并分析了其硬件实现复杂度。理论分析及仿真实验结果均证明了无线协同传输技术在降低网络中断风险的有效性和可实现性。     

基于跳数量化的无线传感器网络节点定位算法

为提高无线传感器网络节点定位精度,提出一种基于跳数量化的定位(MDS-HE)算法。将网络中节点的一跳邻居节点集合分割成3个不相交的子集,根据跳环分割的相交区域面积来估算节点间的距离,从而将整数跳数转换成实数跳数,转换后节点间实数跳数更能准确地表示节点间的距离;将实数跳数矩阵应用于多维定标(MDS)算法中,并且引入扩展卡尔曼滤波算法对节点坐标进行准确定位。在节点随机布撒的网络中,对提出的算法进行了仿真和实验分析。仿真和实验结果表明：在不同节点数量情况下,MDS-HE算法的性能优于距离向量定位算法和经典MDS算法,而且在锚节点足够多的条件下,MDS-HE算法定位更加准确。     

无线传感器网络可靠性建模研究

针对无线传感器网络(WSN)系统规模大、易失效、分布式的特点,首先给出了WSN系统的网络模型和任务模型,建立了基于任务的WSN系统可靠性模型,实现了从单个任务的局部可靠性评价到系统全局可靠性评价方法,最后针对WSN的典型簇拓扑结构,给出了建模实例。该方法为WSN系统设计阶段所进行的任务级划分与拓扑结构的选择和优化提供依据和参考。     

构建高可靠的医院网络

高可靠网络能够保障医院医疗流程不间断运行。将网络改造成 MSTP ＋VRRP 的双交换机双链路架构,解决了单点故障问题。为检查科室指定生成树,解决了带宽瓶颈问题。网络改造大幅提高了的可靠性,提升了医院的经济效益和社会效益。     

多包传输网络控制系统的保性能控制

研究了一类具有不确定时延的多包传输网络控制系统的保性能控制问题。在传感器数据传输采用静态调度策略的情况下,在控制器端用对象模型来估计对象的状态,根据接收到的传感器数据更新模型的相应状态,将多包传输网络控制系统建模为具有不确定性的线性离散周期系统。根据周期系统理论和矩阵不等式方法,推导了多包传输网络控制系统保性能控制律存在的条件,给出了保性能控制律的设计方法,利用PENBMI软件包求解双线性矩阵不等式约束的优化问题可得到次优保性能控制律和次优性能指标。仿真例子验证了设计方法的有效性。     

分布式多信道媒体访问控制协议在无线传感器网络中的应用研究

为了能够实时检测输油管道的运行状态,降低无线传感器网络（WSN）节点间的干扰,提高网络的吞吐量。提出了适用于节点链型分布的2种多信道WSN模型,讨论了单路径和双路径2种网络模型的信道分配方法和吞吐量,并且提出了相应的分布式MAC协议。根据机场输油管道的现场实验表明,单路径多信道WSN能够在降低能耗的情况下提高网络的吞吐量,双路径多信道WSN虽然需要较高的能耗,但具有一定的容错能力,而且网络吞吐量有很大提高。     

一种新的基于跳波束的军事通信方式

数字波束形成(DBF)技术大大地提高了军事通信系统的性能,然而,如果在通信波束的方向上受到强方向性干扰,这种干扰将严重地影响通信的质量.为此,本文提出了一种新的基于跳波束(BH)的军事通信方式.平均信干噪声比(SINR)性能的分析结果表明,相比传统的单波束(SB)与多波束(MB)通信方式,这种新的跳波束通信方式能够在充分地利用通信双方的波束方向性增益的同时,有效地对抗强方向性干扰,并具有一定的抗截获能力,是一种性价比较高的军事通信方式.     

一种有效抗多途的水下跳频通信系统研究

重点研究了跳频技术的原理、水下声遥控通信中使用跳频方案（FH／MFSK）的可能性和水下信道环境对跳频性能的影响；给出了基于跳频序列控制滤波器组和周期图进行跳频解码的方法，并进行了统计性能仿真，结果表明：这种FH／MFSK的水下通信系统可更有效地克服水下多径和部分频带干扰的影响，在恶劣的水下环境仍可得较高的数据率。     

基于Ad Hoc无线传感网络的三维智能组网优化算法设计研究

Ad Hoc无线传感网络(WSN)是一种无中心、自组织的无线网络。这种动态网络需要通过合适的组网算法生成拓扑结构以提高其稳定性。在多频率分级Ad Hoc网络结构中,簇头负责簇内成员节点之间的通信及簇头之间的通信,因此,如何选择出最合理的节点担任簇头成为分簇算法的关键问题。在现有的组网算法基础上,提出了一种基于三维预测模型的新型分簇组网算法,基于Matlab软件进行了仿真,构建三维网络拓扑结构,通过分簇算法生成分级网络,并对生成网络的簇头数及分簇平衡度进行分析。仿真结果验证了新型分簇组网算法的可行性,通过算法生成的分簇结构稳定。     

基于超网络的无线通信网结构模型

为解决无线通信网络结构模型生成问题,针对无线通信网络结构和功能特征,定义和描述了网络节点和网络超边模型类型,综合运用复杂网络和超网络建模方法,提出了网络拓扑和网络超边的演化模型.模型能够有效地描述无线通信网络的结构属性和传输路由,并通过案例分析验证了提出模型的适用性及有效性.     

基于多路由传输的无线传感器网络安全数据汇聚机制

针对无线传感器网络数据汇聚中存在的安全威胁问题,提出一种基于多路由传输的安全数据汇聚机制。该机制将传感器节点感知数据分解到不同的维数上,在数据传输过程中采用多路由传输,且在数据传输过程中不必执行解密-加密操作,并从外部攻击和内部攻击对新机制的安全性进行了分析。分析结果表明,该机制能有效抵御侦听、数据分组丢弃、路由分组丢弃等类型的攻击。     

无线传感器网络及其应用

无线传感器网络是当今社会研究和应用的热点。在介绍无线传感器网络原理的基础上,重点分析了无线传感器网络在军事、医疗、环境监测、农业、工业、交通和建筑及家居等多方面的应用,阐述了其应用领域和对人们生活的影响,并对未来无线传感器网络的应用前景进行了展望。     

无线传感器网络连接问题研究

延长寿命和提高服务质量是无线传感器网络设计的主要目标,也是必须解决的重点、难点问题。本文从这一角度出发探讨了无线传感器网络中的连接问题。分析总结了网络连接的基本特征和判定条件,包括最优邻居节点数目及其临界值,节点密度和通信范围等;研究了连接与覆盖的关系,讨论了现有兼顾连接与覆盖的部署方法;探讨了保证连接降低能量消耗的拓扑控制问题;最后对实际环境中连接实验的特性和设计方案进行了分析。本文不但系统、全面地综述了关于连接的最新进展,而且对主要难点问题和今后发展方向进行了详细的分析。     

动态WSN下生命周期最优化方法

探索复杂环境下动态无线传感器网络中生命周期优化模型与优化方法,对由此引出的理论问题及关键技术开展深入研究.首先突破传统静态网络模型在刻画事件能力的局限性,通过时间轴扩展的方式,将静态模型扩展成动态网络模型.在此基础上,引入网络流理论,对动态无线传感器网络中生命周期优化问题进行数学建模.最后,引入Linear Programming计算方法,对优化方程进行求解,突破此问题在计算复杂度方面的制约,创建了一种新型的路由调度优化算法.     

基于无线传感器网络PEGASIS算法的一种改进方案

基于对LEACH算法分簇思想的研究,对PEGASIS算法进行了改进,提出了高能效的PEGASIS(HEE-PEGAS-IS)算法;新算法将网络划分成多个等宽区域,区域内节点成链,考虑节点剩余能量和节点与基站之间的距离,使各簇链的簇首节点依次成主链,由主链首节点与基站通信;仿真结果表明:与PEGASIS算法相比,改进后的算法能有效节省网络能量,延长无线传感器网络寿命,提高了数据传输总量。