Ad Hoc网络功率控制与跨层优化

无线自组织网节点功率有限,如何有效利用节点电量、改善网络性能是自组网领域研究的关键问题。在功率控制中引入跨层优化的机制,可以有效地开发现有资源,提高网络性能。阐述Ad Hoc网络功率控制的意义与作用,详细论述MAC层的功率控制,网络层的功率控制,和采用跨层优化的混合功率控制技术,并提出一些值得关注的研究课题。     

认知无线多跳网中结合QoS查找的跨层多信道MAC协议

针对认知无线多跳网中频谱资源具有较大时变性及差异性的问题,设计了一种结合QoS查找的跨层多信道MAC协议。该协议将按需QoS查找与动态频谱分配跨层相结合,仅让参与传输的节点执行频谱分配并按QoS要求获取频谱资源。此外,协议使用频分双工收发机实现了对公共控制信道的不间断监听,并设计了一套支持不同数量收发机节点间混合通信的接入算法。大量仿真结果表明,该协议能有效保证对端到端传输的QoS要求的满足,并显著提高端到端吞吐量及时延。     

无线传感器网络视频传输技术研究

对无线传感器网络中的视频传输问题进行了研究。无线传感器网络中传输视频数据的难点,在于如何在节点资源有限的网络中确保视频业务的质量。分析并比较了基于单层协议的视频传输技术和基于多层设计的视频传输技术2类视频传输技术,得出结论：2者各有优缺点,单层协议设计与优化简单、扩展性强,但整体性能不一定最佳;跨层优化设计难度较大,但设计得当,性能优于单层协议。     

混合式无线传感器网络动态调度及功率控制方法的研究

无线传感器网络是资源受限网络,研究其动态调度与功率控制对于提高网络性能具有重要意义.基于此,提出了一种无线传感器网络中混合式动态调度与功率控制方法.该方法采用集中式时隙调度与分布式功率控制相结合的思想,避免了介质访问控制(MAC)层传输冲突,并支持各传感器节点综合利用各自的队列状态信息和无线信道信息进行跨层优化传输.该...     

一种自组网功率控制算法及分析

无线自组网中的移动节点大多依靠电池提供能量,因此能量是影响无线自组网性能的一个很大的瓶颈,作为事实上的无线自组网媒体接入协议,802.11并没有动态调整传输功率的能力,大大限制了网络的生存时间。采用功率控制可以提高节点的功率使用效率,减少相邻节点间的干扰,改善网络的性能。在802.11基础上提出一种基于信噪比的动态传输功率控制算法。通过进行计算机仿真,与802.11协议相比,在保持吞吐量性能的前提下,大大减少了节点的功率消耗,提高了节点的能量利用率。     

无线自组网的功率控制与节能

随着无线通信的日益发展，无线自组织网络正逐渐从军用扩大到民用等诸多领域。但是无线自组织网络一般由电池供电，由于提高电池容量的技术进步缓慢，功率控制是一个重要的研究课题。无线自组织网络中的功率控制机制研究主要集中在3个方面，即网络层功率控制、链路层功率控制以及混合功率控制。重点是从分层的角度对功率控制进行阐述，主要介绍了网络层及链路层的功率控制，并介绍了一些节能协议。跨层设计综合考虑了各层性能能更好地为功率控制与节能服务。     

移动自组网能量保护策略研究进展

移动自组网是一组带有无线收发装置的移动节点组成的一个支持多跳的临时性的网络自治系统，由于移动自组网的大多数节点是由有限寿命的电池来提供的，因此能量保护策略成为该网络所有协议层的关键问题。本文回顾了移动自组网能量保护策略的研究进展，对有关策略进行了评述，最后结合跨层设计思想给出了基于跨层协同的能量保护构架及其包含的研究方向。     

一种基于跨层设计和蚁群优化的自组网负载均衡路由协议

针对大部分现有替代路径共同存在的替代路径老化和构建效率问题,本文提出了一种基于跨层设计和蚁群优化的负载均衡路由协议(CALRA),利用蚁群优化算法特有的信息素挥发方法实现对替代路径的老化问题,将蚁群优化和跨层优化方法结合起来解决自组网中的负载均衡问题,通过双向逐跳更新的方式较好的解决了替代路径构建效率问题,并将蚂蚁在所经过的各中间节点为路由表带来的信息素增量映射为蚂蚁离开源节点的距离、移动过程中所遇到的节点拥塞程度、节点当前信息素浓度和节点移动速度等各协议层的统计信息的函数,通过对各种信息所对应的参数赋予不同加权值的方法对概率路由表进行控制,改善了自组网中现有基于蚁群优化的路由协议中普遍存在的拥塞问题、捷径问题、收敛速度问题和引入的路由开销问题.仿真表明,CALRA在分组成功递交率、路由开销、端到端平均时延等方面具有优良性能,能很好地实现网络中的业务负载均衡.     

基于链路质量的WSN跨层功率控制研究

设计了基于森林监测的传感网功能结构和基于ZigBee/802.15.4标准的森林监测传感网体系结构。根据森林监测的特点,设计了基于CC2520和低功耗的MSP430F5437处理器的节点以及结合ARM处理器和协调器的控制节点,从物理层上实现了能量控制。利用基于ZigBee/802.15.4标准无线传感器网络节点,对无线电传播路径损耗模型以及CC2520的分析,用分段线性逼近的方法得到发送功率与RSSI、LQI及节点间距离的关系。通过进一步优化得到发送功率与片码错误率、节点间距离的关系,建立了一种适合在通信开销小、硬件要求低的场合下使用的基于节点间距离、接收信号强度指示和链路质量指示的跨层功率控制算法。     

基于预测方法的无线体域网跨层优化研究

为改善无线体域网的能效和传输可靠性,该文针对其具有资源有限、信道质量波动频繁、所传输数据有异构性等特点,提出一种基于链路质量预测的跨层优化方案。通过对物理层、网络层和MAC层的松散耦合,自适应地选择传感器节点的传输功率,并且建立高效节能的端到端路由。仿真结果显示,该方案相对于已有的单层协议,整体提高了体域网的能量效率和传输可靠性。     

Current status of CMOS low voltage and low power wireless IC designs

This paper surveys recent research on CMOS low voltage and low power IC designs for wireless applications. Advancements and challenges in using nanometer IC processes are addressed, and the impacts of device scaling on wireless systems are discussed. Recent advances in device technologies and system architectures are presented. State-of-the-art low power wireless systems, both from academia and from industry, are summarized. Circuit design techniques and challenges for low voltage and low power applications are discussed, along with RF performance and power trade-offs. Examples of common RF building blocks, e.g. LNA's and VCO's, designed for sub-1V power supplies are presented.     

一种基于ADS仿真的射频放大器设计方法

针对当前无线通信系统研发周期缩短、研发费用节省的需要,EDA设计工具越来越被电子技术研究的各领域所采用。以EDA中的ADS软件为设计工具,通过具体设计步骤的展示,描述了一种基于ADS仿真的射频放大器设计方法,具有积极的指导意义。在设计过程中,着重注意增益、三阶交调、稳定性等参数。最后列举了实例,说明了该设计方法的可行性。     

Adaptive link layer strategies for energy efficient wireless networking

Low power consumption is a key design metric for portable wireless network devices where battery energy is a limited resource. The resultant energy efficient design problem can be addressed at various levels of system design, and indeed much research has been done for hardware power optimization and power management within a wireless device. However, with the increasing trend towards thin client type wireless devices that rely more and more on network based services, a high fraction of power consumption is being accounted for by the transport of packet data over wireless links [28]. This offers an opportunity to optimize for low power in higher layer network protocols responsible for data communication among multiple wireless devices. Consider the data link protocols that transport bits across the wireless link. While traditionally designed around the conventional metrics of throughput and latency, a proper design offers many opportunities for optimizing the metric most relevant to battery operated devices: the amount of battery energy consumed per useful user level bit transmitted across the wireless link. This includes energy spent in the physical radio transmission process, as well as in computation such as signal processing and error coding. This paper describes how energy efficiency in the wireless data link can be enhanced via adaptive frame length control in concert with adaptive error control based on hybrid FEC (forward error correction) and ARQ (automatic repeat request). Key to this approach is a high degree of adaptivity. The length and error coding of the atomic data unit (frame) going over the air, and the retransmission protocol are (a) selected for each application stream (ATM virtual circuit or IP/RSVP flow) based on quality of service (QoS) requirements, and (b) continually adapted as a function of varying radio channel conditions due to fading and other impairments. We present analysis and simulation results on the battery energy efficiency achieved for user traffic of different QoS requirements, and describe hardware and software implementations.     

无线网络节点的微能源电源设计

无线传感器网络(WSNs)是无线网络的多种表现形式之一。面对目前的无线网络节点的续航难问题,本设计提出了一种利用微能源为无线传感网络节点提供供电的研究方案。本文采用压电陶瓷片作为能量的主要来源,选择采用专业的压电能量采集芯片LTC-3588进行构建电源电路,设计了无线网络节点终端。     

电力调度无线激光通信系统的研究

分析了无线激光通信在电力调度综合自动化系统中应用的需求与优越性,开发了计算 机仿真与辅助设计系统,研究了变结构编码、变功率发射、备用微波链路等可靠性传输技术,对无线激光通信面向电力行业的组网方案进行了讨论,并提出一种新型多介质宽带通信方式———无线光2电力线通信(OWPLC) 。     

海上双运动载体光通信APT瞄准系统的研究

对自由空间激光通信在海上特定条件下APT系统中如何精确瞄准进行了分析和讨论,关键技术包括:系统功率预算、瞄准误差、探测器选择等,并给出了APT瞄准系统理论设计的参数.     

基于ZigBee技术的公共场所无线温度采集系统

讨论基于ZigBee无线网络技术的温度采集系统的实现方案。系统的实现基于ZigBee解决方案Chipcon公司的无线射频芯片CC2420加Microchip公司的PIC18F4620微处理器,以及DALLAS公司生产的单线数字温度传感器DS18B20。详细讨论硬件设计和软件设计。系统有效地实现了对公共场所空调温度的采集和监督,并且成本低廉,终端节点功耗低,达到了节能减排的目的。     

射频/微波能量收集系统的整流电路研究进展

射频/微波能量收集系统以可持续、环保等优点在无线传感器网络、可穿戴设备等领域具有广泛应用前景。对近年来射频/微波能量收集系统的整流电路的研究进展进行了概述。分析并讨论了整流电路的技术指标和电路结构,分别从器件研究和电路设计两个方面对整流电路的研究进展进行分析、归纳。从原理、性能提升等方面分析具有低的零偏压电阻值的自旋二极管应用于微瓦量级信号整流电路的潜力;从微弱信号整流、宽输入功率范围信号整流、高功率转换效率整流、阻抗去敏感化4个方面分析了整流电路设计的关键问题,归纳出有效的解决途径并对整流电路的发展趋势进行了展望。     

携能大规模MIMO资源分配算法研究综述

将大规模多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)技术与无线能量传输(Wireless Power Transfer,WPT)技术相结合,能够帮助实现节能降耗,契合国内外绿色通信发展浪潮。针对WPT技术在大规模MIMO研究领域的应用问题,总结了当前携能大规模MIMO技术的研究现状及发展趋势,从频效、能效、安全性等多个方面对携能大规模MIMO资源分配算法进行综述,探讨了学术界在携能大规模MIMO资源分配算法上的重要研究成果。在现有算法研究进展分析的基础上,对当前研究中携能大规模MIMO资源分配算法研究情况存在的问题进行分析,并对未来的发展方向进行了展望。