基于分簇的传感网虚拟MIMO协议

提出一种应用于无线传感网的新型分簇式虚拟MIMO协议。协议基于簇头轮换,避免大量重新分簇带来的拓扑维护开销,从而提高网络能量效率。在簇间路由中,提出一种新型的“跨跳”操作,以平衡网络中不同节点与簇的能耗和生命周期。仿真实验结果表明,该协议较现有的的虚拟MIMO在能耗总量和均衡上均具有更好的效果。     

基于多路径的非均匀分簇路由协议

为提高无线传感器网络的存活时间和可扩展性,解决簇首节点因大量转发数据而负载过重、过早死亡的问题,基于已有的路由协议,提出一种改进的基于多路径的非均匀分簇能量优化路由协议.该协议以节点的剩余能量、簇内成员数目、可用缓存大小、节点间信道质量、节点间距离作为参数,计算出多条传输路径.节点采用多路径传输数据,达到了更佳的传输效果.仿真分析表明:此协议能减少网络延迟和阻塞,均衡网络的能耗,提高传输效率,延长网络的生存周期.     

无线传感器网络中基于时空分集的分布式能量有效成簇算法

为了延长无线传感器网络的生存时间,需要设计适合无线传感器网络特点的能量有效的协议。成簇算法能够减少无线传感器网络的能量消耗,对增强网络的可扩展性和延长网络的生存时间有着重要的作用。但现有算法对多路衰退的链路并不十分能量有效,针对这些算法的不足,提出了基于时空的分布式能量有效成簇算法,每个簇由一个簇首节点和一个协作节点相互合作运用时空编码实现数据传输的时空分集,以减少网络能耗和均衡节点能量。模拟实验结果显示,与现有重要成簇算法相比,该算法能够提供更长的网络生存时间。     

基于通信节点的WSN自主聚类非均匀分簇路由协议

针对无线传感器网络中如何有效地利用有限的节点能量来延长网络的生命周期这一问题,提出一种基于通信节点和多跳传输相结合的多因素自主聚类分簇路由协议.该协议通过结合节点的剩余能量、簇头与基站之间的距离以及邻居节点的数目等因素来优化路径节点的选择,改进了多跳传输的局部最优路径构造算法.仿真结果表明:与现有协议相比,该协议能够有效地节省传感器节点的能量,平衡网络能量分布,延长网络的使用寿命.     

一种基于能量均衡的分簇多跳路由协议EB-LEACH

针对经典LEACH协议中随机选取簇首造成簇的分布不均,簇首节点在选择时没有考虑剩余能量,簇首节点到汇聚节点采用单跳通信等不足,提出了一种基于能量均衡的分簇多跳路由协议EB-LEACH.该协议采取增设中继节点承担数据转发,分担簇首节点工作的方式来节省节点能量,从而可延长整个传感器网络的生命周期.利用NS2对改进协议EB-LEACH与原协议LEACH进行了仿真实验研究,结果表明:改进协议在网络寿命、基站接收数据量和能量消耗等方面较之原协议均有所改进.     

基于K-PPER算法的多充电车WRSNs充电策略

可充电无线传感器网络充电策略的研究多基于单充电车,并不能满足网络规模的需求.为此提出一种针对多充电车的基于优先权的周期性充电策略（K-PPER）.采用K-means优化算法进行分簇,以簇为单位对网络进行充电管理,将有充电请求的节点加入归属簇的充电序列中,对节点的实时充电请求按充电优先级排序;最后,基站派出充电车到达充电簇,并按充电序列充电.仿真实验结果表明,网络效用较K-means算法提高约42%,能量效用较局部信息分布式协作协议（DCLK）提高约4%,较分布式协作协议提高约18%.     

无线传感器网络能量有效路由

该文给出专用于无线传感器网络的几种能量有效路由协议,并详细分析几种协议的缺点.其中,这些路由算法中都存在如何选择最优簇头算法的问题.根据这个缺点,该文结合几种能量有效路由的优点,讨论了基于簇的传感器网络路由的方案,把节点的邻居节点数,节点与邻居节点的距离和,剩余能量三个因子来计算权值,采用最小权值的分簇算法.在软件上作仿真,结果表明采用基于加权分簇算法可以在一定程度上延长网络的生命时间.     

基于节点向心性路由协议簇首的选举协议

针对无线传感器网络没有考虑簇头选择过程中节点的向心性和节点的能量损耗不均匀等问题,设计一种基于节点向心性路由协议簇首的选举协议,解决LEACH路由协议簇首选取方法的不足.通过计算节点的向心性和能量剩余以及节点温度的综合值,并将其作为簇头选择的条件,以此来降低节点的能量消耗,提高网络数据的可靠性.仿真结果表明:该算法可以提高节点能量的利用以及数据传输的真实性,延长网络的生命周期.     

事件驱动的灾害监测传感网中的节能数据传输

为事件驱动的灾害监测传感网提出一种基于分簇和协作MIMO的节能数据传输方法C2 MIMO。首先,在网络中构造监测簇和中继簇,从簇中选出一个主簇头和若干个从簇头,它们充当协作MIMO的协作发送节点和接收节点。随后,利用协作传递的方法将数据从监测簇逐簇传递,直到交付给Sink节点。从协作MIMO的能耗模型和仿真实验的结果可知,C2 MIMO能够较好地适应长距离的中继传输,并对信道恶化具有较强的忍耐能力。     

簇头多跳传输在无线传感器路由协议中的应用

无线传感器网络是一种无线自组织网络,由大量的能量有限的节点组成。由于无线传感器节点的电池不可更换,因此,减少能量的消耗、提高节点的存活率是无线传感器网络的关键问题之一。该文在全面分析原有的成簇路由协议的基础上,提出一种新的路由协议改进方案。在基于簇的低功耗自适应路由协议的基础上,簇头传输数据时利用多跳技术,让簇头的能量损耗平均分配,实现负载平衡。用MATLAB对两个协议进行仿真,模拟仿真的结果显示,该改进方案能更好地提高网络的寿命。     

A Cluster-Based Virtual Cooperative MIMO Transmission Scheme

基于分簇的虚拟协作MIMO传输策略研究

吕红芳

（上海电机学院 电气学院）

中文摘要：

无线传感器网络应用于环境状态监测时,最关键的问题是在无线通信时保障数据传输的可靠性、降低全网的能量消耗。本文提出了一种基于分簇的虚拟协作MIMO传输策略（CVCM）,该方案根据簇头节点到汇聚节点的距离动态配置最佳的协作节点数目和调制速率,保证每个虚拟MIMO单元和汇聚节点的通信能耗最小,从而降低整个网络的能力消耗。仿真实验结果表明,CVCM有效地降低了网络能耗,延长了网络的生命周期,提高了基站接收数据的有效性。

关键词：分簇;虚拟协作MIMO;动态配置;调制速率

     

网络生命周期最大化虚拟MIMO协作中继节点选择

针对无线传感器网络高能效传输要求,提出了一种基于虚拟多输入多输出(MIMO)传输的协作
中继节点选择算法. 该算法不考虑源节点到目的节点1次传输中1跳或多跳能量消耗最小化问
题,而是减少整个网络执行整个应用的能量消耗. 仿真结果表明,与直接及最小化能耗传输
相比,本文算法延长了网络的生命周期.     

能量有效的无线传感器网络协作路由策略研究

基于协作通信技术,提出了一种协作路由策略,考虑了协作节点个数、星座体积和最优跳数的影响,通过理论证明和优化算法给出了其协作路由策略理想上限,并分析了其能量效率。理论分析及仿真结果表明,基于文中方案,通过选取合适的协作节点数和每跳距离可以有效提高无线传感器网的端到端能量效率,其性能要优于传统理想多跳路由方案。     

能量有效的无线传感器网络协作路由策略研究

基于协作通信技术,提出了一种协作路由策略,考虑了协作节点个数、星座体积和最优跳数的影响,通过理论证明和优化算法给出了其协作路由策略理想上限,并分析了其能量效率。理论分析及仿真结果表明,基于文中方案,通过选取合适的协作节点数和每跳距离可以有效提高无线传感器网的端到端能量效率,其性能要优于传统理想多跳路由方案。     

透镜天线毫米波MIMO系统中基于开关结构的HBF算法

为了解决毫米波大规模多输入多输出（MIMO）通信系统中复杂的硬件成本和能量损耗的问题,提出了单用户系统中基于自适应开关结构的透镜天线阵列波束赋形方案.与传统均匀线性阵列相比,该方案在不显著降低性能的前提下,可降低波束赋形的硬件成本和能量损耗.结合块对角化（BD）迫零算法,将所提出的混合波束赋形（HBF）方案推广到多用户通信系统,同样可获得较高的频谱效率.     

协作通信中的中继节点选取和功率分配联合优化

为了优化协作通信系统的性能,提出了一种基于信道容量增益的中继节点选取策略,并在此基础上提出了源节点和中继节点最优功率分配算法。通过采用凸优化的算法,功率在源节点和中继节点间得到了合理的分配。理论分析和仿真验证表明,所提算法能以较低的复杂度显著提高系统性能和功率效率,因而可以有效地用于基于中继传输的协作通信中。     

基于SWIPT的半双工中继QF协作可达速率分析

为解决中继节点能量受限的问题及提高系统能量效率以实现可靠绿色通信,提出了基于无线携能传输（SWIPT）技术的半双工中继量化转发（QF）协作系统.首先,建立基于SWIPT的半双工中继QF协作系统模型,信源节点和目的节点由电源供电,中继节点通过SWIPT技术同时实现信息传输和能量收集;其次,在功率分割协议下,推导出基于SWIPT的QF协作的可达速率表达式,证明可达速率是关于功率分割因子的凸函数,并求解出最优功率分割因子以优化可达速率;然后,针对慢衰落信道,进一步分析了基于SWIPT的QF协作的预期速率;最后,理论分析与仿真结果表明,基于SWIPT的QF协作的可达速率或预期速率均明显优于传统放大转发和译码转发协作,并且基于SWIPT的QF协作在中继节点没有外部供电的情形下,能达到与传统QF协作相近的性能.     

无线传感器网络中基于广播坐标的静态链簇路由算法

提出了一种基于广播坐标的无线传感器网络静态链簇路由算法SCTC。该算法在节点地理信息未知的情况下,利用双基站把网络划分为若干静态簇以降低网络动态成簇的能耗,采用簇内成链及簇间并行通信的方式减少簇内通信的能量损耗并降低传输时延,以轮换汇聚层的方法均衡节点能量消耗。仿真实验结果表明,该算法可以大幅度降低网络的能耗并延长网络的生存时间,降低了网络通信的时延。     

基于多集群系统的车辆协同换道控制

针对智能联网环境下的多车协同换道问题,?设计一个基于多集群系统的车辆协同控制框架.给出了虚拟领导者的选取条件,?智能联网车辆通过分布式集群划分算法选取邻居车辆、领导者、虚拟领导者作为控制协议的状态演化.在此基础上,?提出适用于集群空间分配的间距控制算法和基于领导者跟随者的集群控制协议,?使换道车辆扩大前后车辆纵向距离以...     

基于MIMO的双向解调中继协议及SER性能

提出的基于MIMO的双向解调中继协议,不仅可以提高频谱利用率,还可以提高传输的可靠性.该协议包括两个用户终端和一个多天线解调转发中继节点.为了对协议进行性能评估,推导了采用QAM调制的基于MIMO的双向解调转发中继协议的误符号率(SER)性能闭式解.仿真结果验证了理论推导的正确性.