无线能量收集协作系统的节能中继选择方法

在无线能量收集协作通信系统中,针对中继处可能出现的能量瓶颈,提出优化源节点和中继的传输功率的节能中继选择方法。利用源节点与中继之间发射功率的比例关系计算源节点的发射功率,选择信道容量最大的中继链路进行数据转发,并考虑源节点与中继的发射功率约束。在此基础上,推导系统的平均信道容量和中断性能。仿真结果表明,该方法可显著提高系统能量效率,节约源节点的能量消耗。     

能量收集中继网络的中继选择算法研究

从周围环境收集能量是解决能量受限无线网络中能量补给问题的一种有效方法。为了提高中继网络信息传输的可靠性,提出了一种能量意识的分布式中继选择算法(MHE)。首先,算法通过比较所有能量受限中继节点收集的能量来实现协作中继的选择。而后,协作中继使用从源节点射频信号收集的能量将放大的源节点信息转发到目的节点。最后,推导出采用本算法时系统吞吐量的解析表达式,并通过理论和仿真证明所提出的选择协议确实可以提高系统性能。仿真结果验证了分析和定理的正确性。     

基于粒子群算法的无线传感网络中继节点选择策略

针对无线传感网络中继节点没有固定的能量供应,导致无线传感网络数据传输速率较低、吞吐量较小的问题,提出基于粒子群算法的无线传感网络中继节点选择策略方法。构建无线传感网络系统模型,根据模型得出网络中每个位置中继节点的作用,同时收集所有中继节点构成中继节点集,保证中继节点的选择策略具有多样性;根据节点能量和信噪比加权得出中继节点的选取准则,并在粒子群算法的帮助下不断更新中继节点的选取结果,得出全局最优中继节点策略,实现无线传感网络中继节点选择。仿真结果表明,所提方法的数据传输延时平均为1.81ms,均方根误差平均值为1.29,及吞吐量最大值为260op/s。     

基于ANN的能量采集无线传感器网络中继选择策略

能量采集无线传感器网络(EH-WSN)中继节点的能量补给来源与选择算法是制约网络生命周期的关键因素。为提升EH-WSN可再生能源利用率与中继选择效率,引入配有太阳能电池板与电网供能的能量节点(EN),采用解码转发中继协议与改进的功率分割接收机传输模型,构建多中继EH-WSN协同通信模型。基于二维线性相控阵天线实现EN对中继节点的定向无线能量补给,根据EN能量的不同来源动态调整充能策略,提出最大化网络生命周期下的优化中继选择算法。建立基于人工神经网络(ANN)的中继选择模型,结合反向传播算法与交叉熵函数对模型结果进行修正。仿真结果表明：采用EH-WSN优化中继选择算法的网络生命周期相比于无线携能传输(SWIPT)的WSN增长62%,可再生能源利用率单天最高可达21%;基于ANN模型的中继选择结果准确率可达90%、选择效率提高92%,相比于具有遍历性的EH-WSN优化中继选择算法计算复杂度更低、实时性更高。     

无线协作网络中的能量有效性中继选择算法

研究了无线协作网络中的中继选择问题,允许中继具有缓存数据的能力,提出了一种带有buffer的能量有效性中继选择算法,以延长网络生命周期并提高系统吞吐量。该算法综合考虑链路信息,中继的队列状态以及节点的剩余能量信息,通过加权效用公式选择最优接收数据中继与最优发送数据中继。考虑源节点与中继节点间的功率分配,以降低因源节点到中继节点以及中继节点到目的节点间的信道速率不一致所引起的系统丢包率。仿真实验结果表明,该算法有效地延长了网络的生命周期,随着中继个数的增加网络吞吐量有明显的提高,考虑功率分配后,有效降低了系统丢包率。     

基于网络编码的无线物联网多中继协作切换机制漫谈

随着无线物联网的发展,如何提高其性能速度成为一道难题,而网络编码的出现,正是应了这种需要,明显的提高了无线物联网的性能,受到了许多人的关注与研究。区别于有线网络,无线网络拥有共享信道与信道的时变性,所以为了充分发挥无线物联网的作用,必须提高无线信道的安全性,如今也有一些提升信道可靠性的技术,像中继技术, ARQ技术等。从网络编码技术中还发展出一些有特殊针对性的技术,比如抗搭线窃听的网络编码技术,网络纠错码技术等都在网络安全领域的展开相当的研究。基于网络编码的中继传输技术,可以大大提高系统的可靠性与实效性。本文就基于网络编码的物联网多中继切换机制进行漫谈,介绍一下网络编码的无线传输技术,针对物联网中的比如多中继,多路径的情况与物联网中的网络构造多跳切换场景等等,提出一些可能。     

放置中继节点解决无线传感器网络能量空洞问题

在无线传感器网络中,传感器节点往往采用多跳的方式进行数据传输,造成了基站sink周围节点能量消耗过快,易形成能量空洞问题。针对这个问题,提出了一种改变中继节点能量的能耗均衡策略,即将中继节点的能量加大为原传感器节点能量的数倍,同时减少中继节点的数量。理论分析和仿真结果表明,这种方法有效地解决了能量空洞问题。考虑到成本和数据冗余问题,在中继节点数为理想数目的3/5时,网络能耗没有太大的提高,即放置少量的中继节点也能达到能耗均衡的目的。     

基于部分信道信息的中继选择算法

提出了一种在放大转发协作网络中,基于部分信道信息的中继选择算法。与前人研究基于两跳瞬时信道信息的中继选择算法不同,所提的中继选择算法基于第1跳的瞬时信道信息和第2跳的统计信道信息,选择第1跳的瞬时信噪比和第2跳的统计平均信噪比乘积最大的中继节点。推导了该中继选择算法的中断概率,给出了中断概率的闭式表达。结合推导过程,进一步给出一种在已知第1跳信道信息条件下最小化系统后验中断概率的增强型选择算法。仿真结果验证了理论推导的正确性,同时表明所提算法的性能优于其他算法。     

基于非线性能量收集的多用户MIMO认知无线供电通讯网络

能量收集网络能够延长能量受限型网络的生命周期,然而目前的研究大多针对单一天线的网络系统,同时线性的能量收集模型无法准确刻画系统能量收集过程.为此,针对能量收集多用户多输入多输出认知无线供电通讯网络系统,基于非线性能量收集模型分别建立overlay和underlay场景下的系统吞吐量优化模型;由于系统模型的参数耦合和非线性约束特性导致问题为联合凹的,利用等效代换将系统模型转化为等效凸问题,使用拉格朗日对偶方法求解;继而分别给出能量与信息协方差矩阵最优解形式及最优时间分配系数的求解方法,并使用数学方法证明其最优性.最后,基于实际的风电能量收集数据,验证算法的有效性及性能.仿真结果表明,与平均功率分配算法相比,最优求解算法能够实现更好的平均系统吞吐量,同时所述算法均在有限次迭代后达到稳定收敛.     

基于二分图的协作通信中继选择技术*

合理的中继选择对于提升协作通信系统的能效具有重要意义。针对多用户多中继协作通信系统,为获得较高的系统能效并降低系统的复杂度,提出了基于二分图的中继选择策略,将协作通信系统中继选择问题转化为带权二分图的最大匹配问题。首先将用户节点与待选择的中继节点建模为二分图的顶点,根据中继的协作范围确定二分图的边集,然后将不同的协作组合所产生的能效给各边赋权,最后通过KM算法求解该带权二分图的最大匹配。仿真结果表明,相比于其它中继选择算法,该策略能够有效提高系统能效,同时具有低复杂度的优点。     

基于认知流量的中继协作MAC机制

为了解决现有中继节点选取方法中,以信道状态信息作为中继节点的选取标准,忽略了节点业务的影响.在此基础上,提出了一种基于节点空闲时间的认知流量中继协作MAC (ITTC-MAC)机制.ITTC-MAC以节点等效数据传输速率作为中继节点的选取标准,建立和维护相关信息,动态选取最优的中继节点参与中继协作通信.NS2仿真结果表明,该机制可以有效提高网络的吞吐量.     

一种优化算法物联网技术分布式协作路由研究

研究无线传感器网络分布式协作优化问题。针对无线传感器网络资源利用率和传输效率低下等问题,建立了一种基于遗传优化算法的无线信道质量预测的分布式优化协作路由技术。该技术充分利用遗传算法,采用启发式方法建立无线链路信道信噪比预测模型,然后根据信道质量选择最优者作为协作节点,以较小代价在动态无线网络拓扑中搜寻到最优路由。数学分析表明,遗传算法收敛速度快、可靠性高,可以准确地预测无线链路质量;同时该协作路由技术对无线传感器网络具有更好的适应性,并有效延长了网络生命周期。     

基于贪婪算法无线传感器网络中继节点布局的研究

为实现远距离的无线通信, 在网络中添加中继节点, 采用多跳路由传输数据。对于中继节点的布局问题, 依据线性结构使网络整体能量消耗最小的特征, 提出一种中继节点贪婪布局算法。该算法通过最近贪婪策略、中继节点通信容量、传感器节点数据转发跳数等约束方法限制中继节点的布局位置。理论分析和实验验证了该算法能够有效减少能量消耗, 延长网络寿命。     

成簇无线传感网中能量高效的协作通信

在成簇无线传感器网络中,会出现极大簇和极小簇并存的现象,从而导致整个网络的能量消耗不均衡,进而降低网络性能。通过采用邻近极大极小簇协作发送的方案,极大地均衡了网络的能量消耗,提高了通信的可靠性。仿真结果表明,基于邻近极大极小簇的协作发送方案是一种高能效协作方案,能够很好地均衡网络能量消耗,在延长网络生存周期方面具有更优越的性能。     

高效节能的无线传感器网络数据收集协议*

现有的数据收集协议的性能不是很好,为此提出了一种基于数据收集树的数据收集协议。它通过减少数据收集树中的节点深度和中间节点数来减少制约系统生命期的节点传输数据给基站的能量消耗和节点空闲侦听的能量消耗。仿真实验表明,该协议能将系统生命期延长36%左右。     

LEACH无线传感器网络中增加协作传输的能耗研究

针对LEACH分簇路由协议存在簇间能耗不均的不足,利用分集增益消除多径衰落的特点,将协同通信的思想应用于无线传感器网络,解决无线传感器网络中LEACH协议下的簇间能耗不均衡问题。仿真结果证明:当节点间距离大于阈值距离时,协作传输可以有效地降低节点的能耗,从而均衡了整个网络的能耗。     

异构无线网络选择策略与协作中继技术研究

在物联网不断发展的过程中,无线网络应用新老技术交替出现,网络兼容性问题成为技术突破的重点核心。 由此本文进行异构无线网络的研究,通过协作中继技术实现对网络的优化选择。探讨在异构无线网络选择算法,提出一种基 于模糊推理系统的效用函数参数设置方法,解决不同移动终端对有效函数参数的规范化指标问题,分别从单向和双向中继传 输系统进行中继定位与功率分配。     

无线传感网中基于能量矩阵的多簇头分簇算法

在能量异构的无线传感器网络环境下,提出了一种基于能量矩阵的剩余能量预测模型和新的聚簇路由协议。模型中引入卡尔曼过滤算法,协议中节点通过建立相邻节点剩余能量预测机制,使选举簇头节点的概率与节点当前剩余能量直接相关,以均衡节点的能量消耗,延长网络寿命。此外,还通过多簇头方法,提高数据传输可靠性。仿真实验结果表明,LEACH-EM协议在延长网络生命周期和减少能量消耗上比其他协议有了很大改善。