基于网络状态信息的车载网功率控制方法

针对车载自组网中,节点密度较高时,容易出现网络拥堵的情况,提出了一种动态调整消息发射功率的方法.通过信道忙闲比例(CBR)评估节点的网络状况,并在出现网络拥堵时泛洪广播拥堵信息,通知其他节点作出相应的功率调整.综合考虑功率覆盖范围和覆盖节点数两方面因素,设计了功率调整曲线.实验结果表明:方法能根据网络状况自适应地调整发射功率,降低了发生信道过载的可能性,并提高了信标消息传递的成功率.     

一种适用于Ad Hoc网络的多信道能量高效MAC协议

对多信道条件下MAC协议功率控制机制进行了分析,提出一种能够根据各个接收节点的通信状况,动态地调整数据信道上数据帧的传输功率和控制信道上CTS帧的发送功率的多信道Ad Hoc网络能量高效的MAC协议(MPEMAC).仿真表明,该协议有效的节省了节点能耗,延长了网络节点的生存时间,同时还能够增大空间信道的利用率,从而进一步提高网络的平均吞吐量.     

基于信道功耗测试的Petri网故障诊断算法

Petri网在路由信道变迁和功率耗散过程中,易产生路由引擎故障,通过故障诊断增强Petri网的自适应性,实现路由修复,降低网络功耗.传统方法采用统计特征的Petri网通信过程故障诊断方法,会在网络通信信道中产生具有不等长间歇的混叠谱,路由故障修复性能不好.提出一种网络密集信道混叠谱功耗测试的Petri网故障诊断算法.构建Petri网位置信息路由信道模型和能量消耗模型,测试Petri网络路由引擎转发损耗和功率放大损耗,把网络簇头节点帧级偏移输入相关矩阵,构建Petri网络节点之间发射和接收信号的路由节点耦合状态方程,优化故障特征目标函数,在混叠谱频段实现自适应能量均衡处理.根据功耗能量阈值进行控制限判别,实现故障节点定位和路由修复.仿真结果表明,改进算法故障检测率高,有效克服了Petri网络通信的串扰,使网络数据传输丢包率减低,性能优于传统方法.     

功率控制在无线传感器网络定位中的应用

节点定位是目前无线传感器网络研究的热点之一,如何在定位过程中尽可能地减少能量消耗是节点定位必须考虑的关键问题.将功率控制应用到无线传感器网络定位算法中,利用无线信号的传输功率和传播距离之间的关系实现节点定位.仿真结果表明,该算法定位精度较高,并且可以有效地降低节点能耗、延长网络寿命.     

AdHoc网络功率控制协议应用与设计改进

对有关的网络功率控制协议进行了比较深入地分析,根据Ad Hoe网络的特点与需求,提出由单信道改为一个控制信道和一个数据信道双信道的协议,有效地解决了引入功率控制而产生的隐藏节点等问题,并在节省功率的同时提高了网络容量.     

一种基于链路级功率控制的分簇路由算法

针对非均匀网络环境下链路层的能耗控制问题,提出了一种基于链路级功率控制的分簇路由算法(CLPC算法)。CLPC算法基于最优连通功率成簇,并利用双信道机制和干扰反制策略在网络层解决链路层的冲突重传及信道访问公平性等问题,以期达到提高网络整体性能的目的。最优连通功率机制可以减少网络中节点间的冲突域,降低节点间的竞争强度;双信道机制则通过控制信道和数据信道分别对数据分组和控制分组进行收发,来降低数据传输的冲突概率,提高信道的空间复用率;干扰反制策略通过对具有高发射功率的干扰节点进行反制,来保障低发射功率的节点在共享信道上的公平性。实验仿真结果表明,CLPC算法进一步提高了网络的能量有效性和网络有效吞吐量。     

无线多跳网络结合功率控制的物理载波侦听分析模型

载波侦听阈值的选取对无线多跳网络MAC层的协议性能有着重要影响.已有研究中忽略了确认报文、累积干扰在不同的载波侦听阈值下对系统性能的影响,并在分析中夸大了隐藏节点所导致的信道冲突.针对上述问题,提出了一种结合功率控制的物理载波侦听分析模型.该模型以网络整体性能为优化目标,对全网的累积干扰与空间复用度进行分析,给出节点的平均信道容量.此外,对信道状态建立马尔可夫链模型,提出了4类载波侦听范围内发生的信道冲突以及两类全网累积干扰所引发的信道冲突.分析上述各类冲突对信道利用率的影响,并结合节点的平均信道容量给出优化的载波侦听阈值以及传输功率.与已有研究相比,模型中明确分析确认报文、累积干扰以及隐藏节点对信道冲突的影响.分析结果表明,如果不考虑上诉因素将无法获得最优的载波侦听范围,并且会导致网络性能的下降.     

自组网中基于多信道的功率控制技术

自组网介质访问控制协议是影响自组网性能的重要因素.形式化地描述并分析了结合多信道和功率控制技术的自组网MAC协议性能特征.NS-2仿真实验表明,与没有功率控制的AODV相比较,在功率控制技术中合理的引入多信道技术,可有效的降低功率控制所引发的碰撞增加问题,增加节点和网络的生存时间.     

无线网络功率最小化的分布式中继选择方法

中继协作已视作提高边沿用户能量有效性和服务质量的新型技术.因此,针对存在瑞利衰落的解码转发中继网络如何选择中继节点以最小化系统总功率的问题,提出了使用分布式拍卖算法选择合适的中继节点以最小化系统总传输功率.该算法首先通过信道传输功率的闭合表达式得到用户节点和中继节点的最小传输功率,然后根据分布式拍卖算法为用户节点分配合适的中继节点.仿真结果显示用户节点仅需要通过和中继节点交换少量信息就可以选择合适的中继节点.     

联合空时需求预留和功率控制的MAC协议

提出了一种应用于移动Ad Hoc网络中的联合空时预留和功率控制MAC协议.它通过对信道时间和空间资源预留更为精确的估计优化了可用的信道资源,提高了信道的空间利用率,降低了碰撞冲突的概率.因为物理层头部采用最低的速率进行传输,把这种时空估计信息嵌在物理层帧头部,可以把信息传播到更多更远的邻节点,减少了碰撞的概率.同时结合功率控制技术对数据包传输功率进行控制,降低了节点的能量消耗.通过仿真与IEEE 802.11 MAC协议进行比较,该协议提高了系统的吞吐量,移动节点功率消耗明显降低,节点的能量利用效率得到提高.     

物联网中基于UWB能量检测定位算法的仿真

Ultra-Wideband(UWB)技术被认为是最适合进行室内无线测距定位的技术,为了实现对基于UWB的物联网中节点的位置进行定位,采用基于能量接收的方法来估计UWB信号的到达时间(Time of Arrival,TOA),进而计算出传播距离和位置。本文使用Matlab仿真了PPM-TH-UWB(Pulse Position Modulation Time Hopping UWB)信号在IEEE802.15.4a信道下的发射、延时、信道冲击响应、加噪声、能量接收、到达时间估计的过程。该方法解决了在没有UWB信号发送、接收装置时对无线定位算法的仿真、测试和评估。     

超宽带传感网的节能路由协议研究

未来的无线传感网将由大量密集部署的传感节点组成,这些节点采用电池供电从而能量有限而且补充能量很困难,因此需要研究能量高效的路由协议。利用超宽带(ultrawideband:UWB)精确的定位性能,可以获得传感网中各个节点的位置信息。论文提出了一种新的基于位置的节能超宽带无线传感网路由协议。该协议在从汇聚节点到事件区域的引入节点间不仅使用最小耗能路径而且也经常使用一些次优路径。仿真实验表明论文所提出的协议比GEAR具有更好的节能性。     

Downlink TCP performance under cross layer rate and power allocation in infrastructure TH-PPM UWB networks

Ultra wideband (UWB) systems are currently an important wireless infrastructure for efficient short-range communications and mobile applications. To improve the system efficiency while guaranteeing the radio link level quality of services, the transmission rate and power of the mobile nodes in UWB based infrastructure networks can be dynamically adjusted by executing an optimization algorithm at the access points (APs). In this paper, we present a cross layer rate and power allocation algorithm based on the multilayer model of time hopping (TH) pulse position modulation (PPM) UWB multimedia networks. We consider the performance of the TCP protocol under the proposed cross layer allocation scheme in various realistic UWB based infrastructure networking scenarios.     

超带宽技术在无线个域网中的应用

超宽带技术与现有的其它无线通信技术相比,有着数据传输速率高、功耗低、安全性好等特点,它是目前无线通信学术界研究的热点问题。本文首先对超宽带技术的特点作了详细的介绍,然后分析了UWB技术在高速WPAN中的应用情况,最后对应用前景做出了展望。     

A MAC protocol for low-rate UWB wireless sensor networks using directional antennas

Ultra-wideband (UWB) is a key solution for wireless connectivity, characterized by ultralow power consumption and a good degree of robustness to interference and multipath fading. Evidence of its significance, is its recent use in the IEEE 802.15.4a standard. UWB technology with joint consideration of directional antennas can benefit when compared to classical omni-directional antennas from the energy conservation viewpoint, which is of fundamental concern when it comes to wireless sensor networks (WSNs). However, exploiting directionality requires new approach in the design of a medium access control (MAC) protocol to be applied. In this work, idle nodes continuously rotate their receiving beams over 360° until a predefined preamble trailer is detected. The resulting scheme is a directional ultra-wideband MAC protocol, named DU-MAC, which deals effectively with the problem of deafness and the problem of determination of neighbors’ location. Simulation-based studies will demonstrate the effectiveness of the proposed protocol in many critical parameters, such as throughput and network lifetime.     

A survey on ultra wide band medium access control schemes

Ultra wideband (UWB) technology based primarily on the impulse radio paradigm has a huge potential for revolutionizing the world of digital communications especially wireless communications. UWB provides the integrated capabilities of data communications, advanced radar and precision tracking, location, imperceptibility and low power operation. It is therefore ideally suited for the development of robust and rapid wireless networks in complex and hostile environments. The distinct physical layer properties of the UWB technology warrants efficient design of medium access control (MAC) protocols. This paper introduces the unique UWB physical characteristics compared to the existing wireless technologies and discusses current research on MAC protocols for UWB. This report surveys most of the MAC protocols proposed so far for UWB, and may instigate further activities on this important and evolving technology.     

Modeling the effect of node synchronization times in ultra-wideband wireless networks

Ultra-wideband wireless (UWB) can provide the physical layer for high-throughput personal area networks. When UWB is used for communication between many nodes, relatively long acquisition times are needed when dropping and re-establishing wireless links between the nodes. This paper describes the development and use of mathematical and simulation models to investigate the impact of dropping and reacquiring links between nodes on average packet delay; we also consider the performance of the alternative strategy of forwarding packets through intermediate nodes without breaking the established wireless links. The work presented here assumes that no specific MAC layer protocol, such as WiMedia UWB MAC, is in operation. The paper describes the models, explains the selection of modeling parameters used, compares the average packet delay for a network of three simple UWB nodes and for a ring of ten UWB nodes and explains the use of these results for network design engineers.     

UWB 技术在消防员位置定位系统研究与应用

设计一种基于无载波通信超宽带技术(UWB),对消防员的位置定位进行设计的系统,克服了传统位置定位系统缺点,并一步提高对消防员的位置定位的精确度,而且能够在室内发挥良好作用。超宽带定位技术具有功耗低、高速、抗多径效果好、安全性高,特别是能够在定位方面能够提供非常高的精度等优点,在无线电技术定位方面具有很大发展潜力。     

WSN中基于UWB和移动信标点的安全定位方法

随着无线传感器网络(WSN)理论和技术的发展,基于位置的应用(如基于位置的存取控制)已成为一种新的需求.然而已有的定位系统没有考虑到特定环境下攻击者利用放大器、定向天线或者通过被俘获节点进行攻击的情形.本文利用超宽带技术(UWB)的优点,提出一种基于UWB和移动信标点的安全定位方法,更适合WSN中基于位置估计的应用需求.该方法首先定位出网络中用户节点的位置,然后进行位置验证,去除恶意信标点,最终实现准确定位.通过实验表明了该方法的有效性.     

面向普适健康服务的无线体域传感网

面向普适健康服务的无线体域传感网要求网络满足高速、低功耗的要求。通过采用超宽带技术,结合普适健康服务业务需求,构建了高速、低功耗的无线体域传感网。该网络能够支持多种传感器同时检测,通过高速物理层接口,做到生理信息的及时传输。实际原型系统测试表明:该原型系统能够支持10个以上节点,在3 m范围内提供100 Mbps的网络速率,并且发送节点平均功耗小于10 mW。