分簇无线传感器网络中的频谱感知方案

无线传感器网络中的节点众多,节点之间仅依靠频谱资源管理机制分配的频段进行数据传输会造成频谱资源紧张。针对这一问题,将认知无线电技术引入分簇的无线传感器网络,并且考虑分簇无线传感器网络节点的能量受限问题提出了一种节能的频谱感知方案。此方案首先让簇内的节点采取双门限能量检测的协作频谱感知方法,在满足目标检测概率和虚警概率的条件下,确定进行频谱感知的最少节点数,降低系统能耗。其次,通过选择合适的簇内节点进行频谱感知,使簇内节点的能耗均衡,簇的生命周期得到延长。     

基于节点持续传输准则的认知传感器网络信道分配策略

在异构分级式认知传感器网络中,为提高数据分组的传输成功率,提出将节点划分为具备持续传输条件和不具备持续传输条件两类,两类节点分别以牺牲较多能耗和分配较优信道的方式提高数据分组的传输成功率,并由此得到一种集中式信道分配策略.为了降低节点在信息传输过程中每比特平均能耗,对数据分组自适应调节机制进行了优化,确保不具备持续传输条件的节点得到最优的传输数据分组大小.仿真结果证明,提出的分配策略和优化机制能够有效提高能量的使用效率,改善网络性能.     

移动代理WSN网络中信道Sift MAC协议

介绍了一种采用移动代理的无线传感器(WSN)网络,该网络系统由移动代理节点负责复杂数据处理、接入处理、数据转发传输、路由维护等工作,与一般WSN网络相比具有节能优势。该网络系统MAC层采用S-ALOHA协议,不仅网络吞吐量低而且能耗大,依据网络结构特点提出了采用基于信噪比(SNR)的信道Sift协议。仿真验证该协议大大提高了网络吞吐量和降低了网络系统能耗。     

认知自组网分布式频谱感知最优协作算法

认知无线电技术使得自组织网络节点能够充分利用空闲频谱资源,提高了传输性能。通过协作频谱感知,可有效解决由于无线信道存在阴影、噪声和衰落等情况导致的单节点感知准确性偏低。为了解决梯度算法随着协作节点数量增大后计算复杂度变高,文中提出部分梯度算法ψ-GBCS,该模型通过基于SNR的动态阈值保证了感知准确性,同时通过最佳协作节点数提高了感知效率。仿真结果表明,该模型下,综合评估系统效率和性能的J函数值提高37%,能耗降低50%,有效保证大规模认知自组网频谱感知的鲁棒性,降低了对主用户的干扰及设备功耗。     

基于能量有效性的协作节点配置问题研究

无线通信的能耗主要由功放能耗和电路能耗两部分组成。在大距离传输中,通信能耗由功放能耗主导,电路能耗往往被忽略不计。而在以短距离传输为主的传感器网络中,电路能耗成为不可忽略的一部分,甚至有可能超过功放能耗成为通信能耗的主导。本文就如何通过节点间协作降低网络的通信能耗展开研究,拟解决协作通信中的协作节点配置问题。本文将信源-协作节点间距离纳入协作通信系统模型,提出一种针对调制参数、协作中继数、信源-协作簇距离对协作通信能耗进行联合优化的策略,并在无线传感器网络环境下对该模型的能耗进行了仿真。仿真结果表明,在传输距离一定的情况下,通过协作节点的数量、调制参数和信源-协作簇距离的联合优化配置,可以更有效地提高协作传输的节能效果。      

能量有效的无线传感器网络协作压缩感知机制

单一的稀疏基无法适应无线传感器网络节点压缩感知过程的复杂性,该文提出一种适用于无线传感器网络的协作压缩感知策略,根据各自的能量消耗状态,节点之间以协作的方式选择稀疏基,进而,通过冗余字典增大数据表示过程中的稀疏度,并有效地增强传输过程的鲁棒性,达到降低能耗的目的。仿真结果表明该文提出的策略能够有效地延长网络生存时间,同时,数据恢复的准确性得到了极大地改善。     

传感器网络多信道通信技术的研究

伴随信息化网络时代的来临,无线传感器网络作为一种新兴技术近年来得到了社会各界广泛的关注与应用。无线传感器网络实现的多信道通信技术具有实时监测、感知并将信息传输到相应的管理平台中的功能。本文主要分析了无线传感器网络的结构,无线传感器网络的通信协议与MAC协议,并从多信道频谱感知、多信道MAC协议和多信道广播对无线传感器网络的通行技术进行了深入研究。     

无线多媒体传感器网络中的动态频谱分配技术研究

无线多媒体传感器网络(WMSNs)具有实时监控,收集和处理多媒体信息的功能,有广泛的应用前景。较之传统无线传感器网络,WMSNs无线传输多媒体信息需要更大带宽。然而,随着无线通信设备的广泛应用,有限的可用频谱资源日益匮乏。利用动态频谱分配技术,可以扩展WMSNs的通信频段,增强抗干扰能力。考虑到WMSNs节点的物理限制,如计算能力和能量供应,该文提出了适合WMSNs的频谱感知方法和频谱管理方法。频谱感知采用各节点的轮换机制感知整个频段;频谱管理可以确保对授权用户影响最小的信道被首先使用。WMSNs使用上述方法可以感知周围无线电环境,利用空闲私有频段进行无线通信。最后,通过实验证明了该文提出的动态频谱分配技术对WMSNs的有效性。     

基于天牛须搜索的无线传感网分簇路由协议

针对无线传感器网络中的能耗不均衡问题,提出一种基于天牛须搜索算法的负载均衡分簇路由协议算法(LEACH-BAS)。该算法引入候选簇首选举机制,使用天牛须搜索算法对簇首分布进行搜索优化,形成合理分簇。此外,在簇间路由通信时,考虑剩余能量因子和传输能耗因子来选择中继节点。仿真结果表明,LEACH-BAS算法的网络生命周期相比LEACH、EAMMH、LEACH-GA和LEACH-PSO算法分别延长了39%、22%、15%和8%。LEACH-BAS算法应用在WSN监测场景,能有效解决WSN中能量不足的问题,优化簇首节点分布,降低节点能耗,有效地延长网络生命周期。     

基于LoRa的多传感器低功耗数据采集方法

针对LoRa多传感器低功耗采集中同信道传感节点无效唤醒的问题,提出一种基于空中唤醒策略与信道切换机制相结合的低功耗采集方法。通过将LoRa通信链路划分为多个通信信道,不同信道分时切换复用,实现多传感节点的分组通信,避免从传感节点的无效唤醒,在有限信道容量下最大限度地降低从节点的通信功耗;并制定了LoRa局域网传感器通信指令协议,实现了多传感器的低功耗主动轮询采集、定点调试与预警上报。实验结果证明了所提方法的有效性。