Energy-efficient low-latency virtual cluster synchronization algorithm based on SMAC protocol in wireless sensor networks

The MAC protocol design for wireless sensor networks has been researched and developed for decades. SMAC protocol is a famous energy-efficient MAC protocol. Based on SMAC protocol, we find that the boundary nodes in the cluster-shaped synchronization structure bring energy consumption seriously, and provide a virtual cluster aggregation (VCA) algorithm. Because the bounder node follows multiple schedules in one cycle, it may deplete earlier and cause segmentation in wireless sensor networks. The algorithm reduces energy consumption of boundary nodes and extends the lifetime of entire sensor network by merging different virtual clusters, but increases the data transmission delay. Because the sensor nodes have the fixed duty cycle, the larger the coverage area of network is, the greater the data transmission delay increases. We propose the dynamic duty cycle (DDC) algorithm to solve this effect. When the network load and data transmission delay increase, the DDC algorithm exponentially changes the duty cycle of the node to reduce latency. The simulation results show that the performance of SMAC with the VCA and DDC algorithm obtains improvement significantly.     

集群系统自主式基站系统的设计与实现

针对集群通信系统的特点,提出在服务覆盖区域以外建立自主式基站,可以在不建立新的系统的条件下,有效地扩展有系统的服务区域。同时,所有的用户判别、鉴权可以做到与原有主系统一致,自主式基站如果与移动基站系统结合,可以更加有效地实现集群系统的通信指挥和服务区的快速建立与移动,同时大大增加了原有系统覆盖灵活性。     

超宽带正交脉冲波形设计

超宽带系统利用窄脉冲传输信息,其系统性能受脉冲的功率利用率影响.为了使脉冲波形充分利用FCC功率谱密度规范所划分的频段,该文从最大化功率利用率的角度出发,采用半正定规划的方法设计了一组脉冲超宽带的正交波形.设计得到的脉冲波形具有时域持续时间短、频域满足FCC规范及功率利用率高等优点,并且不同脉冲间在零点处互相关系数小,正交性好.通过将目标函数中的2-范数转换成1-范数,可以进一步增加正交波形的功率利用率,从而有效提高接收端的信噪比.设计结果表明这种设计方法是一种满足规范要求的较为理想的方法.     

一个新颖的异构无线网络接入选择算法

针对目前已有的异构无线网络接入选择算法缺乏考虑用户之间的竞争性,引入非合作博弈理论对接入选择进行研究.首先考虑了无线网络资源分配方式对用户实际获得数据速率的影响,建立实际数据速率计算公式;然后利用非合作博弈理论描述用户之间自我优化的竞争行为,建立接入选择模型并使用纳什均衡来预测用户的接入选择结果;最后建立适应度函数并利用离散量子粒子群算法求解纳什均衡.通过与遗传算进行比较,得出离散量子粒子群算法具有更好的收敛速度.通过对在不同网络状态下的接入选择结果进行分析,得出本文所提的算法能够适应网络的动态变化,同时该结果也能够合理地解释用户之间以自我优化为目的的竞争行为.     

AODV-RM:route maintenance against route flapping in Ad hoc network

Route flapping is common in mobile Ad hoc networks.It usually causes large delay or even interruption during communication.This paper proposed a routing protocol AODV-RM to alleviate this effect.AODV-RM selects routes with the lightest traffic load,to avoid striving for hot nodes with other users,hence minishes the chance of collision.AODV-RM keeps all valid routes to the destination in its routing table as backups.When the link under usage breaks down,AODV-RM shifts to a valid route in its routing table instead of route repair or researching,which ensures the continuity of communication.AODV-RM chooses a route maintenance scheme by the network topology.If the origination has multi routes to the destination,only the origination maintains routes.Otherwise,middle nodes,instead of the origination,maintain sub-routes to the destination.By simulating the traditional AODV and AODV-RM,the results showed that AODV-RM has a lower drop rate and better performance against route flapping.     

基于相位信息的分数傅里叶变换域超宽带接收机

现有的超宽带接收机在多径分离方面存在一定的限制,为了避免上述问题,提出了一种基于相位信息的分数傅里叶变换域超宽带接收机设计方案.采用Chirp信号作为超宽带脉冲波形,并利用其在分数傅里叶变换域上能量聚集的特性在接收端进行信号滤波,得到多径分量;同时,根据分数傅里叶变换的时移性质,利用多径到达时间及多径到达相位的估计得到模板多径处的相位校正因子;最后,将接收到的信号与相位校正因子结合起来,并利用相关判决得到对数据信息的估计.仿真结果表明,通过对相位信息的校正可以得到比传统接收机更好的系统误码性能;而且由于符号间干扰对系统的影响并不严重,可以实现高数据速率的信号传输.     

移动Ad Hoc网络中路由自愈的实现

针对由于路由不稳定导致通信质量变差,建立了一种高效的适用于无线链路中断时路由重构的自愈模型,基于最优搜索方程提出了一种限制下一跳节点搜索区域的自愈的方法,旨在提高移动Ad Hoc网络的抗毁性,在路由损毁时维持数据持续传输的同时减小链路重构所需的开销和时延,以实现网络路由的快速自愈.基于NS-2的仿真结果表明,本文所提出的路由自愈方法对移动Ad Hoc网络的开销有较为明显的改善,有效的避免了网络节点的移动、RF传播条件变化、节点被毁等原因造成网络结构上的损伤,减少频繁路由寻找耗费的能量,从而实现了移动Ad Hoc网络的抗毁性以及路由的可用性.     

集群系统中车辆(船舶)定位监控报警等功能的方案设计

根据集群系统的特点,结合成熟的GPS功能和集群系统的数据传输技术,实现车辆(船舶)定位监控报警功能的方案,多优先级的数据传输控制方案保证了紧急情况下的数据通信的需求。     

基于集群系统的开放频段调度通信系统

结合MPT-1327集群系统的平台和目前开放的409MHz频段,该文设计了一种基于MPT-1327信令集群系统的开放频段调度通信系统。此系统可以在小区域范围内完全自由通话,不必通过中继或基站系统。当有必要的时候,可以通过集群系统平台完成大范围的通信覆盖。这使得系统具有减少直接进入集群系统的业务量,且能完成非保密单位的普通调度指挥业务的优点。     

MC145572 U接口收发器在集群信道控制板中的应用

该文采用ISDN的基本接口(2B+D)将基站单元和控制中心以电话线连接的方案,选择了MC145572 U接口收发器作为核心部件,设计开发了集群通信系统信道控制板。文中首先简要介绍了MC145572芯片的特性和工作原理,然后详细地阐述了以此芯片为核心的电路模块在集群信道控制板中如何实现与基站的通信。