无线传感网络覆盖盲区检测方法的研究与仿真

合集下载

浅谈无线传感器网络在瓦斯监测中的应用

（）网络结构比较固定，不能适应采掘面不断延伸的动３
区。
２无线传感器网络在瓦斯监测系统中的应用状
况
２１无线传感器网络的功能．无线传感器网络应用于煤矿的瓦斯监测系统，主要发挥以下两种功能：意识实时监测矿井种的瓦斯气体浓度；二是在煤
计算机光盘软件与应用
工程技术ＣｍｕｅＤＳｆｗｒｎｐｌｃｔｏｓｏｐｔｒＣｏｔａｅａｄＡｐａｉｎｉ２１０２年第１期５
浅谈无线传感器网络在瓦斯监测中的应用
刘哲，史好好（山东省岱庄生建煤矿生计科，济宁２７０７６６）
１无线传感网络技术的优势
监测。即使矿井的结构被破坏，网络依然能够通过自我修复将信息及时传递出来。（）４如果将传感器节点放置在矿工的身上或者是机械上，就可以对采掘面进行监测，收集到相关信息，从而避免了监测（）布线工作复杂，劳动强度高。１（）相对来说，监测点比较固定，所以容易产生监测盲盲区的出现，进而使得监测系统的信息全面性有保障。２
中图分类号：Ｔ７文献标识码：Ａ文章编号：１０－５９２１１－１４０Ｄ６０７９９（２５０６－２０）
煤矿的生产安全影响到我国国民生产的发展。在煤矿企业的运作过程中，瓦斯事故带来的危害最大，而且有着最高的死亡率。瓦斯涌出状况大多数发生在采掘面，而这就使煤矿的瓦斯监测工作变得困难起来。而无线传感网络技术成为解决这一难题的突破口。文章讨论了无线传感网络技术的优势和实际应用，并提出了煤矿企业的瓦斯检测系统建设方案。

基于OPNET仿真平台的无线传感器网络优化技术研究

基于OPNET仿真平台的无线传感器网络优化技术研究近年来，无线传感器网络（Wireless Sensor Network, WSN）技术已经被广泛应用在农业、医疗、环保等诸多领域。

作为一种自组织、分布式的网络形态，无线传感器网络可以通过大量的节点收集、传输和处理环境信息，实现诸如监测、预警、控制等功能。

但与此同时，由于节点能量有限、无线信号传输容易受到干扰等问题，必须研究和优化相关技术，以提高整个网络的可靠性和效率。

为了预先评估并提升无线传感器网络系统的可靠性和性能，OPNET仿真平台已经被广泛用于无线传感器网络优化技术的研究。

OPNET仿真平台是一种基于网络仿真的工具，可以对无线传感器网络中的数据传输、路由协议、节点功耗等因素进行模拟，进而评估和优化网络性能。

在此基础上，本文将通过对基于OPNET的无线传感器网络优化技术研究展开探讨。

一、无线传感器网络中能耗优化技术无线传感器网络中节点能量是关键因素之一，节点能耗的降低是实现WNS低功耗的重要环节之一。

为此，研究者结合OPNET仿真平台，提出了一些能耗优化技术。

例如，基于链式网络拓扑的IDP算法，通过优化链式拓扑和节点配置方案等方式，实现对数据汇聚节点业务的管控和分配，从而减少节点的无效功耗，降低传输延时和控制开销。

此外，为降低路由协议及应用层协议的能耗，OPNET仿真平台结合网络适配层技术，并进行能耗的分析与计算，实现对路由协议及应用层协议的优化。

这种能耗优化技术特别适用于高负载的无线传感器网络环境下，能有效地降低节点能耗。

二、无线传感器网络中数据传输的QoS优化技术为了实现无线传感器网络中的QoS保证，研究者通过OPNET仿真平台，提出了一些数据传输的QoS优化技术。

例如，针对WSN中数据包的可靠性和传输速度等问题，研究者通过设计基于混合网络拓扑的数据传输协议，提高数据传输速度和可靠性。

同时，在对WSN中数据传输的QoS优化工作中，服务质量的识别和提高也成为一项重要的工作。

无线传感器网络三维覆盖策略研究

法，从拓扑学的角度给出了一种网络区域网格划
题．在无线传感器网络几乎所有的应用中，都对网
络覆盖提出了一定的要求，所需要的网络覆盖程
分方法，但是其给出的节点计算公式并不准确．文献［９］采用正三角形网格和ｓｌｉｃｅ／ｌｅｎｓ对节点的
激活调度进行约束，但是其调度的过程需要ｓｉｎ尼
度因网络执行任务的不同而不同．无线传感器网络的覆盖问题是指，为了保证监测区域都在传感
器节点探测范围之内，按照一定的方法在目标区
节点来完成．文献［１０］提出了一种基于准格策略
域部署传感器，从而满足任务需求．一个有效的节点部署方案，是整个网络顺利完成任务的前提．
由于合理的部署算法可以起到优化网络资
源，提高实际应用中的节点利用效率，因此已有许多部署算法被提出．其中，基于网格的方法是目前
中图法分类号：ＴＰ３９３ｄｏｉ：１０．３９６３／ｊ．ｉｓｓｎ．２０９５－３８４４．２Ｏｌ３．０３．０３２
０引
言
高效算法，试图通过放置尽可能少的节点来达到
国家自然科学基金项目资助（批准号：６０９７２１６Ｏ）

无线传感器的节点结构研究

0.引言无线传感器网络有极强的应用相关性,各种应用的传感器节点也大不相同。

一般情况下,传感器节点由传感器模块、处理器模块、无线通信模块和电源四部分组成,如图0-1所示。

传感器模块负责监测区域内的信息采集和数据转换。

处理器模块负责控制整个传感器节点的运行,存储和处理本身采集的数据以及其他节点发来的数据。

无线通信模块负责自己和其他节点的无线通信,交换控制信息和收发数据。

电源负责为整个传感器节点运行提供能量。

图0-1传感器节点结构1.节点模型传感器节点模型除了具有上述四部分基本功能之外,还需具有以下性质:1.传感器节点通信模块具有发送、接收、空闲、休眠四种运行状态。

四种运行状态下的特点如下:发送状态:传感器模块、处理器模块和无线通信模块均处在工作状态下,无线通信模块的收发器工作在发送状态,节点发送数据信息至其他节点。

接收状态:传感器模块、处理器模块和无线通信模块均处在工作状态下,无线通信模块的收发器工作在接收状态,节点接收来自其他节点的数据信息。

空闲状态:传感器模块、处理器模块和无线通信模块均处在工作状态下,无线通信模块的收发器准备接收,但是目前还没有接收任何数据信息。

空闲状态下,整个接收器工作电路绝大部分是处于工作状态的。

休眠状态:传感器模块和处理器模块处在工作状态下,但无线通信模块关闭。

2.传感器节点具有感知距离为的感知半径,能量的减少对感知半径的影响是有限的。

既感知半径的范围不会因能量的减少而发生明显变化。

3.传感器节点具有通信距离为的通信半径,节点的无线通信模块可以通过调整其发射功率,获得多个不同的通信范围,即节点通信半径是可调的。

4.所有传感器节点具有相似的能力(数据处理和传输)并且地位平等。

5.网络中节点要求达到秒级的时间同步。

6.节点无须具备定位机制,既不需要通过定位方法获得其具体的物理位置。

2.传感模型传感器节点捕捉来自环境的激励信号转化为电信号,信号的质量(信号的强度、噪声)一方面取决于传感器与监测目标之间的距离。

第1章无线传感器网络概述

第1章无线传感器网络概述
1.2.2 传感器节点的限制
传感器节点在实现各种网络协议和应用系统时，存在以下一些实现的约束。 1．电源能量有限传感器节点体积微小，通常只能携带能量十分有限的电池。由于传感器节点个数多、成本要求低廉、分布区域广，而且部署区域环境复杂，有些区域甚至人员不能到达，所以传感器节点通过更换电池的方式来补充能源是不现实的。如何高效地使用能量来最大化网络生命周期是传感器网络面临的首要挑战。
第1章无线传感器网络概述
4．可靠性高
传感器网络特别适合部署在恶劣环境或人类不宜到达的区域，传感器节点可能工作在露天环境中，遭受太阳的暴晒或风吹雨淋，甚至遭到无关人员或动物的破坏。传感器节点往往采取随机部署，如通过飞机撒播或发射炮弹到指定区域进行部署。这些都要求传感器节点非常坚固，不易损坏，能适应各种恶劣环境条件。由于监测区域环境的限制以及传感器节点数目巨大，不可能人工“照顾”到每一个传感器节点，因此网络的维护十分困难，甚至不可能。传感器网络的通信保密性和安全性也十分重要，要防止监测数据被盗取和获取伪造的监测信息。因此，传感器网络的软硬件必须具有鲁棒
第1章无线传感器网络概述
2．通信能力有限
无线通信的能量消耗与通信距离的关系为 E = k· dn 其中，参数n满足关系2 < n < 4。n的取值与很多因素有关，例如传感器节点部署贴近地面时，障碍物多、干扰大，n的取值就大；天线质量对信号发射的影响也很大。考虑诸多因素，通常n取3，即通信消耗与距离的三次方成正比。随着通信距离的增加，能耗将急剧增加，因此，在满足通信连通度的前提下应尽量减少通信距离。一般而言，传感器节点的无线通信半径在100 m以内比较合适。
第1章无线传感器网络概述

一种基于行为的无线传感器网络覆盖优化方法

Ｋｅｏｄ：Ｗｉｌｓｅｓｒｅｏｋ（Ｎ；ｃｖｒｇ；ｍｂｅｎｄ；ｓｂｕｐｉｃｉｃｒｙｗｒｓｒｅｎｏｔｒＷＳ）ｏｅｅｏｉｏｅｕｓｍｔｎａｈｔｔｅｅｓＳＮｗａｌｏｒｅｕ
０引言
节点的混合无线传感器网络模式Ｊ。为解决这类混合无线
传感网络覆盖优化问题，文提出了一种基于行为的移动传本感器节点位置优化配置方法。
，个固定节点和个移动节点ｖ构成的混合无线传感器网络随机部署在一个二维矩形区域Ａ内，每个节点都知道自己的精确位置信息，且在任意位置上并不存在两个以上节点。由上面的假设可知，无线传感器网络节
— — — — —
—
—
ａｄｓｐｒｓｉｎｍｅｈｎｓｆｒｃｏｃｆｂｈｖｏｅｅｕｅ．Ｓｍｕａｉｎｒｓｌｈｗｔｅｖｌｉｆｔｅａｇｒｈｎｕｐｅｓｏｃａｉｏｈｉｅｏｅａｉｒｗｒｓｄｉｌｔｅｕｔｓｏｈａｉｔｏｈｌｏｔｍ．ｍｏｓｄｙｉ
维普资讯
第２８卷第６期
２００８年６月
文章编号：０ — ０１２０）６—１８０１１９８（０８００４６— ４
一
计算机应用
ＣｏｕｔｒＡｐｌｃｔｎｍｐｅｐｉａｉｓｏ
Ｖｏ．．１２８Ｎｏ６
种基于行为的移动节点控制策略。设计了移动节点的５种基本行为，别是停止、游、让固定传感器节点、让分漫避避

无线通讯盲区覆盖系统技术方案

无线通讯盲区覆盖系统技术方案一、项目背景想象一下，在广袤的山川、深邃的隧道、偏远的农村，无线信号如同救命稻草，却总是差那么一点。

这些地方，就是我们的目标。

我们的任务，就是让无线信号无孔不入，让信息传递无缝对接。

二、技术原理我们得明白，无线信号盲区的形成，是因为地形、建筑物遮挡、信号衰减等因素。

那么，如何解决这个问题呢？1.利用微波传输技术，通过定向天线将信号传输到盲区。

2.采用多跳中继技术，通过多个中继站接力传输，延伸信号覆盖范围。

3.运用智能调度算法，根据信号强度和用户需求动态调整信号传输路径。

三、系统设计1.监控系统：通过监控摄像头，实时监测盲区内的信号覆盖情况，确保系统稳定运行。

2.信号传输系统：采用微波传输设备，将信号传输到盲区，实现信号覆盖。

3.中继系统：在盲区周围设置多个中继站，通过多跳中继传输，延伸信号覆盖范围。

4.调度系统：运用智能调度算法，根据信号强度和用户需求动态调整信号传输路径。

5.用户接入系统：为用户提供接入服务，确保用户能够顺利接入网络。

四、实施方案1.调研阶段：对目标区域进行实地调研，了解地形、建筑物分布、信号强度等信息，为后续设计提供数据支持。

2.设计阶段：根据调研数据，设计信号传输路径、中继站点布局、监控系统等。

3.施工阶段：按照设计方案，进行设备安装、调试，确保系统正常运行。

4.运维阶段：对系统进行定期检查、维护，确保系统稳定运行。

五、技术优势1.高效传输：采用微波传输技术，信号传输速度快，延迟低。

2.灵活部署：通过多跳中继技术，可灵活调整信号传输路径，适应各种地形。

3.智能调度：运用智能调度算法，实现信号动态调整，提高信号利用率。

4.稳定可靠：采用冗余设计，确保系统在恶劣环境下稳定运行。

六、经济效益1.降低成本：通过优化信号传输路径，降低设备投入成本。

2.提高收益：实现盲区信号覆盖，提高用户满意度，增加业务收入。

3.社会效益：解决盲区信号覆盖问题，提高信息化水平，促进经济社会发展。

新的无线传感器网络覆盖控制算法

ＭＡＮＮＡ管理框架的一项服务，使管理者可以根Ｊ据全局拓扑信息，对节点状态进行控制，以保证用
尽可能少的节点来达到区域覆盖。但是为了管理节点的工作状态，需要将管理者的决策结果发送给节点。而当网络中节点数量增大时，通信负载和延迟可能会急剧增长，故可能不适用于规模较大的传感
ｔｎＩｓｔｔｎ（Ｈ１一４：ｏｔｏｔｒｏｎａｏ（００４０４，００７３３１００６）ｃｎｅ＆ＴｃｎｌｇｎｏａｉｎｉｎｔｕｉｓｏｉｏＪ０ｌＰｓｃａＦｕｄｔｎ２１０８０８１０１５，０１０Ｂ；Ｓｉｃｄｏｌｉ２４ｅｅｈｏｏｙＩｎｖｔｏ
ａｅ．ｇ
Ｋｅｏｄ：ＳｃｖｒｇｏｔｌｔｐｌｇｏｔｌａｊｓｎｆｅｓｇｒｄｕｙｗｒｓＷＮ；ｏｅａｅｎｏ；ｏｏｏｙｎｒ；ｄｕｔｔｎｉｉｓｃｒｃｏｍｅｏｓｎａ收稿日期：２１—７２；修回日期：２１－７００００ —２０１０．５
关键词：ＷＳＮ：覆盖控制；拓扑控制；半径调整中图分类号：Ｔ３１Ｐ９文献标识符：Ａ文章编号：１０ —３Ｘ（０１１一１４１００４６２１）ｏ０７ —１
Ｎｏｅｏｅａｅｃｎｒｌｌｏｉｈｒｗｉｅｅｓｓｎｏｅｗｏｋｖｌｖｒｇｏｔｏｇｒｔｍｆｒｌｓｅｓｒｎｔｒｃａｏ

Matlab中的无线传感器网络建模与仿真方法

Matlab中的无线传感器网络建模与仿真方法无线传感器网络是一种可以收集、处理和传输环境中各种物理量和信息的网络系统。

它由许多分布在环境中的传感器节点组成，这些节点可以通过无线通信相互连接。

Matlab作为一种强大且灵活的编程语言和工具，为研究人员提供了一种便捷的方式来进行无线传感器网络的建模和仿真。

本文将介绍在Matlab中进行无线传感器网络建模与仿真的方法及其应用。

无线传感器网络的建模主要涉及网络拓扑、传感器节点特性、环境参数等方面。

Matlab提供了一些常用的工具箱和函数来实现这些功能，例如Network Toolbox和Statistics and Machine Learning Toolbox。

使用这些工具箱，我们可以轻松地创建各种不同的网络拓扑结构，例如星型、树状、网状等。

在网络拓扑建模方面，我们可以使用Matlab的图论工具箱来创建无线传感器网络的拓扑结构。

通过定义节点和边的关系，我们可以轻松地创建一个无向图，其中节点代表传感器节点，边代表节点之间的通信链路。

然后，我们可以使用图论算法来分析网络的连通性、最短路径等性质。

这些分析结果对于优化网络性能和设计传感器部署方案非常有帮助。

传感器节点特性的建模是无线传感器网络建模中的关键问题。

在Matlab中，我们可以使用多种方法来描述传感器节点的特性，例如使用概率分布来建模节点的能量消耗模型，使用随机变量来建模节点的传感器输出模型等。

此外，Matlab还提供了一些用于处理时间序列数据和信号处理的工具箱，这些工具箱可以帮助我们分析和处理从传感器节点收集到的数据。

除了网络拓扑和传感器节点特性的建模，Matlab还提供了一些用于模拟无线传感器网络行为的工具。

例如，我们可以使用matlab中的蒙特卡罗模拟方法来模拟传感器节点的随机行为和传输过程。

通过在仿真中引入不同的参数和场景，我们可以评估网络性能、检测潜在的故障和问题，并优化网络设计。

无线传感器网络建模与仿真在许多应用领域都起着重要的作用。

5g电波传播与无线信道测量虚拟仿真实验原理

5g电波传播与无线信道测量虚拟仿真实验原理
5G网络中的电波传播和无线信道测量是关键技术，而虚拟仿真实验则是研究这些技术的常用手段。

其原理如下：
1. 电波传播模型：电波在空气中传播时受到衰减和反射等干扰。

对于不同的环境和频率，传播模型也不同。

虚拟仿真实验可以通过构建不同的场景和环境，模拟不同频率的电波在空间空气中的传播和干扰情况。

2. 无线信道测量模拟：无线信道测量是对网络中无线传输历程的测试和评估。

因为其难以在真实环境中进行精确实验，虚拟仿真实验可以通过模拟不同网络场景下的无线信道传播，测试无线信号的接收质量和干扰程度。

3. 虚拟仿真实验设计：在进行虚拟仿真实验时，需要选取合适的仿真软件和相应的模型。

通过模拟现实情境，设计实验方案和数据采集，进行模拟仿真实验，获得数据，进行数据分析，最终评估网络的质量。

通过上述原理，虚拟仿真实验可以对5G网络中的电波传播和无线信道测量进行模拟研究，在真实环境不易得到的情况下，提供了一种有效手段，为5G网络的建设和优化提供指导。

基于RSSI的无线传感器网络通信覆盖研究

ｎｏｅｃｍｍｕｉａｉｎｃｖｒｇ．Ｅｘｅｉｎａｒｓｌｓｓｏｔａｔｅｈｄｓｉｐｅｎｆｅｔｅｙｍｐｏｅｈｄｏｎｃｔｏｏｅａｅｐｒｍｅｔｌｅｕｔｈｗｈｔｈｅｍｔｏｉｓｍｌａｄｅｆｃｉｌｉｒｖｔｅｖｐｅｉｔｎａｃｒｃｆｔｅｎｄｏｍｕｉａｉｎｃｖｒｇ．ｒｄｃｉｃｕａｙｏｈｏｅｃｍｏｎｃｔｏｏｅａｅＫｅｙｗｏｒｄｓ：ｒｌｓｅｏｅｗｏｋ；ｏｍｕｉａｉｎｃｖｒｇＲＳＩ；ａｈｌｓｏｅｗｉｅｅｓｓｎｓｒｎｔｒｃｍｎｃｔｏｏｅａｅ；Ｓｐｔｏｓｍｄｌ
覆盖问题是无线传感器网络研究领域的基本问题，是衡量无线传感器网络服务质量的重要评价因子【２。覆盖问题包含两个核心内容，通信覆盖１］－即和感知覆盖＿，中通信覆盖直接影响网络连通２其Ｊ性，网络正常工作的基础。通信覆盖指节点的信是
ＡｂｔａｔＡｎｖｌｌｏｉｍｏｅｓｒｎｄｏｓｒｃ：ｏｅｇｒｈｆｒｓｎｏｏｅｃｍｍｕｉａｉｎｃｖｒｇｒｄｃｉｎｂｓｄｏＳＩｐｔｏｔｃｌｃｅａｔｎｃｔｏｅａｅｐｅｉｔａｅｎＲＳａｈｌｓｏｌｔｄｏｏｅｂｅｎｉｈｏｏｅａｒｓｎｅ．ｃｏｄｎｈｐｔｌｒｌｔｎｈｐ，ｅｇｂｒｎｄｓｗｅｅｍａｐｎｅｅａｙｔｅｇｂｒｎｄｓｗｓｐｅｅｔｄＡｃｒｉｇｔｔｅｓａｉｅａｉｓｉｎｉｈｏｏｅｒｐｉｇｔｓｖｒｌｈｏａｏｏ

网络盲区数据通信覆盖优化研究

网络盲区数据通信覆盖优化研究随着社会的快速发展和科技的不断进步，无线通信网络已经成为我们日常生活中不可或缺的一部分。

然而，尽管通信网络覆盖面已经非常广泛，仍然存在一些地方无法正常进行数据通信，这些地方被称为网络盲区。

解决网络盲区问题，优化数据通信覆盖，是当前通信技术领域的一个重要研究方向。

本文将探讨如何进行网络盲区数据通信覆盖优化研究。

首先，需要明确网络盲区的定义和特征。

网络盲区指的是无法接收到有效信号的区域，通常是因为信号传输受到阻碍或信号强度不足。

网络盲区主要表现为通信信号无法建立连接、信号质量差、数据传输速度慢等问题。

了解网络盲区的特征对于后续的优化工作非常重要，因为只有明确问题所在，才能更好地解决问题。

然后，可以从网络基础设施和信号传输两个方面进行网络盲区数据通信覆盖的优化研究。

网络基础设施包括通信站点、基站和天线等，优化网络基础设施可以提高网络盲区的覆盖范围。

建设更多的基站和增加天线的数量可以增强信号覆盖能力，减少网络盲区的出现。

此外，合理布置基站的位置和天线的角度也能够对网络覆盖进行优化，通过优化基站的分布和天线的方向，可以更有效地覆盖网络盲区。

信号传输是网络通信的核心环节，改善信号传输质量可以优化网络盲区的数据通信覆盖。

首先，提高信号传输的稳定性对于解决网络盲区问题至关重要。

通过优化信号传输的技术和算法，提高信号传输的稳定性和可靠性，可以减少因信号丢失或干扰导致的网络盲区。

其次，提高信号传输的速度也是优化网络通信覆盖的关键。

传输速度越快，数据就能够更快地到达目标地点，提高用户体验和数据通信效率。

因此，在网络盲区数据通信覆盖的优化研究中，要加大对信号传输速度的研究，提出更高效的传输方案。

除了基础设施和信号传输，还可以从用户终端设备入手，优化网络盲区的数据通信覆盖。

用户终端设备的信号接收和传输能力也影响着数据通信质量。

在网络盲区中，用户终端设备通常由于接收信号较弱，无法正常进行数据通信。

智能反射面技术及其在煤矿井下无线盲区覆盖的应用探讨

智能反射面技术及其在煤矿井下无线盲区覆盖的应用探讨李世银，张鹏，闵明慧，李志伟，张梦迪，肖家杨（中国矿业大学信息与控制工程学院，江苏徐州　221116）摘要：针对现有无线通信技术在煤矿井下非视距场景中无线盲区覆盖所面临的难题，提出在煤矿井下无线通信系统中引入智能反射面（IRS ）实现无线信号覆盖补盲的解决思路。

分析了煤矿井下无线覆盖盲区问题的成因，包括封闭的矿井环境特征、普遍存在的非视距场景、发射功率与天线设置的安全约束。

然而传统的煤矿井下无线覆盖盲区问题解决方案在硬件部署、维护成本、技术实现等方面存在局限性，无法真正满足矿山具体场景下的安全和高效通信需求。

IRS 因其低成本、低功耗、易部署和可扩展性等特点，在实现覆盖补盲方面具有性能优势。

从硬件结构、辅助的信道模型和典型应用场景（精准定位、信能同传、无人机通信、边缘计算和物理层安全）3个方面介绍了IRS 技术。

提出了利用IRS 技术优化井下无线盲区覆盖：通过在煤矿井下合理部署IRS ，减少墙体对主要信号分量的吸收和散射，并利用IRS 可调控的反射特性来优化信号的传播，以显著提高信号强度和覆盖范围。

指出了IRS 技术在煤矿井下无线通信中未来研究方向，包括IRS 辅助的覆盖补盲系统的能量管理、基于人工智能的IRS 辅助的井下通信、新型IRS 技术应用和IRS 灵活部署。

关键词：无线通信；智慧矿山；智能反射面；无线盲区覆盖；无线信号覆盖补盲中图分类号：TD655 文献标志码：ADiscussion on intelligent reflecting surface technology and its application inwireless blind spot coverage in coal minesLI Shiyin, ZHANG Peng, MIN Minghui, LI Zhiwei, ZHANG Mengdi, XIAO Jiayang(School of Information and Control Engineering, China University of Mining and Technology, Xuzhou 221116, China)Abstract : The existing wireless communication technologies in wireless blind spot coverage have challenges in non-line-of-sight scenarios in coal mines. In order to solve the above problems, a solution approach is proposed to introduce intelligent reflecting surface (IRS) into the wireless communication system in coal mines to achieve blind compensation of wireless signal coverage. This paper analyzes the causes of wireless coverage blind spots in coal mines, including closed mine environments characteristics, common non-line-of-sight scenarios, and safety constraints on transmission power and antenna settings. However, traditional wireless coverage blind spot solutions for underground coal mines have limitations in hardware deployment, maintenance costs, and technical implementation. They cannot truly meet safe and efficient communication needs of specific mining scenarios. IRS has significant performance advantages in achieving coverage blind compensation due to its low cost, low power consumption, easy deployment, and scalability. This paper introduces IRS technology from three aspects:收稿日期：2023-05-24；修回日期：2023-06-29；责任编辑：盛男。

基于RSSI的无线传感器网络通信覆盖研究

基于RSSI的无线传感器网络通信覆盖研究聂云峰;舒坚;龚佳杰;谌业斌【摘要】提出了一种利用邻居节点采集的RSSI路径损耗来估计传感器节点通信覆盖范围的新方法(NRRC).首先将邻居节点按照空间关系映射到不同扇区集合,对各扇区内的RSSI采样值进行最小二乘拟合得出相应扇区内的对数距离路径损耗模型,然后根据损耗模型及给定信号衰减阈值求得各扇区对应的最大通讯半径；最后将各扇区的覆盖范围进行叠加来估计节点通讯覆盖范围.实验结果表明该方法实现简单,有效提高了节点通信覆盖的预测精度.【期刊名称】《传感技术学报》【年(卷),期】2011(024)007【总页数】4页(P1066-1069)【关键词】无线传感器网络;通信覆盖;RSSI;路径损耗模型【作者】聂云峰;舒坚;龚佳杰;谌业斌【作者单位】南昌航空大学信息工程学院,南昌330063;南昌航空大学信息工程学院,南昌330063;南昌航空大学信息工程学院,南昌330063;南昌航空大学信息工程学院,南昌330063【正文语种】中文【中图分类】TN915.04覆盖问题是无线传感器网络研究领域的基本问题，是衡量无线传感器网络服务质量的重要评价因子［1－2］。

覆盖问题包含两个核心内容，即通信覆盖和感知覆盖［2－4］，其中通信覆盖直接影响网络连通性，是网络正常工作的基础。

通信覆盖指节点的信号发送能力所能到达的有效空间范围。

相关研究表明，通信覆盖问题会产生覆盖盲区［2－6］，导致通信质量下降和大量数据包丢失，严重时甚至出现网络分割问题［5－10］。

在无线传感器网络从理论研究走向大规模应用的新形势下，加强无线传感器网络通信覆盖研究对无线传感器网络规划、诊断和维护具有重要意义。

为了简化网络覆盖问题，现有研究通常采用理想圆形发射模型［8－10］作为节点覆盖模型，忽视无线信号在传播过程中受地形、植被及障碍物影响而产生的信号衰减现象。

理想圆盘模型过于简单且与实际情况相差很大，导致部分覆盖控制算法在实际应用中出现失效。

遗传算法在无线传感器网络覆盖中仿真研究

３无线传感器网络覆盖算法
遗传算法一１（ＧｅｎｅｔｉｃＡｌｇｏｒｉｔｈｍ，ＧＡ）是建立在自然选择原理和自然遗传机制上的迭代式自适应概率性搜索方法，它
模拟自然界中生物进化的发展规律，在对特定目标的实现自
动优化。对于最优化的求解过程始于一组随机解，称为种群，种群中每一个解称为一个个体。个体解的优劣通过适应度值来衡量，适值高的个体具有较高的生存概率。子代种群由父代通过交叉、变异等遗传运算和适值评估选择产生，如
用单亲交叉算子，即对染色体基因链上的任意一对基因进行
交换，其所执行的基因交换次数和被交换的基因位都是随机
产生的，如图２。
图２交叉操作示意图
单亲交叉算子可以使任何一个母体通过有限次的基因换位，生成一个新的个体．通过这种基因苇组方式，可以从一组群体出发，以较高的概率搜索到解窄问的各个可行解，并能有效避免遗传过程中无效个体的产生。
ＡＢＳＴＲＡＣＴ：Ｓｉｎｃｅｗｉｒｅｌｅｓｓｓｅｎｓｏｒｎｅｔｗｏｒｋｓｃｏｎｓｉｓｔｏｆａｌａｒｇｅｎｕｍｂｅｒｏｆｔｉｎｙｓｅｎｓｏｒ８ｗｉｔｈｌｉｍｉｔｅｄｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙ，ｉｔｂｅｃｏｍｅｓａｍａｊｏｒｃｏｎｃｅｒｎｔｈａｔｈｏｗｔｏｅｘｔｅｎｄｓｅｎｓｏｒｎｅｔｗｏｒｋｌｉｆｅｔｉｍｅａｎｄｍａｉｎｔａｉｎｓｕｆｆｉｃｉｅｎｔｓｅｎｓｉｎｇａｒｅａａｔｔｈｅｓａｍｅ
变异运算是将个体染色体编码串中的某些基因座上的基因值用该基因座的其他等位基因来替换，从而形成一个新的个体，通过变异算子来改善遗传算法的局部搜索能力和维持群体的多样性，防止出现早熟现象。本文变异操作只应用于由双亲繁殖所得的后代个体，在所有后代个体构成的基因组集合中按变异概率Ｐｍ选取基因组进行变异操作。

无线传感器网络覆盖的部署及调度算法

无线传感器网络覆盖的部署及调度算法
葛翔;谭成伟;薛亚勇;曹云峰;姜昆
【期刊名称】《吉林大学学报（信息科学版）》
【年(卷),期】2024(42)3
【摘要】针对无线传感器网络覆盖存在传感盲区、传感节点间连通度较差问题,提出一种基于适应度函数和零容忍覆盖的节点部署及调度算法。

将网络覆盖范围看作一个二维平面,分析节点传感的最大覆盖范围和距离值之间的关系,求得存在热点分布和重叠覆盖目标点的属性值。

然后根据无线传感目标点覆盖率、连通度和候选位置等部署指标,采用适应度函数计算指标最佳部署关系,并获取节点的冗余参数。

在同一传感范围内查找冗余互补节点,实现替换调度。

实验结果表明,该算法在网络覆盖范围和调度效果等方面表现出色,具有较强综合性能。

【总页数】6页(P400-405)
【作者】葛翔;谭成伟;薛亚勇;曹云峰;姜昆
【作者单位】国网新疆电力有限公司营销服务中心
【正文语种】中文
【中图分类】TP558
【相关文献】
1.无线传感器网络中多传感器动态自适应调度算法
2.基于多频段传感器辅助认知无线电网络的高能效传感器调度算法
3.改进的无线传感器网络覆盖区域节点调度算
法4.自适应多传感器网络覆盖节点部署技术研究5.改进群体智能算法的无线传感器网络覆盖优化
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

无线信道测量及仿真实现

题目：宽带无线通信系统的信道测量研究及仿真实现内容：1.了解无线信道大小尺度衰落特点以及基本测量方法；2.掌握滑动相关法测量小尺度衰落原理及仿真实现；3.掌握矢量信号分析技术在小尺度衰落中的应用；4.SISO和MIMO系统的信道测量及误差修正；5.实测数据处理及结果分析。

无线信道基础无线通信系统的性能主要受到无线信道的制约。

发射机与接收机之间的传播路径非常复杂，电波传播的机制是多种多样的，但总体上可以归结为反射，绕射和散射。

无线信道的特性•大尺度特性大尺度传播描述了长距离内接收信号强度的缓慢变化。

这些变化是由发射天线和接收天线之间传播路上的山坡或湖泊以及建筑物等造成的。

一般来说，大尺度衰落与发射天线和接受天线之间的距离成反比，而且在不同地区有不同的衰减因子。

大尺度可以由天线分集和功率控制得到补偿。

•小尺度特性小尺度衰落的主要特性是多径传播。

传播过程中会遇到很多建筑物，树木以及起伏的地形，会引起能量的吸收和穿透以及电波的反射，散射及绕射，这样，无线信道是充满反射波的传播环境。

大尺度测量•连续波测量方法•宽带信号测量法√小尺度测量•扩频滑动相关测量法√•直接脉冲测量法•扫频测量连续波测量方法•连续波测量就是尽可能获取某一地区各地理位置的本地均值，因此要获取本地均值就必须除去瑞利衰落的影响。

对于无线移动通信系统，在特征长度为40个波长，采样50个样点时，可使测量数据与实际本地均值之差小于1dB.•随机衰落现象：扩频滑动相关法•扩频信道检测系统基本框图如下•该系统的优点是，尽管所探测的信号可能为宽带信号，接收机仍然可以用一个宽带混频器加一个窄带接收机来检测发送信号。

•实际中，理想的高斯白噪声用确定的伪噪声来代替。

在发射端发射一串伪随机码，在接收端对接信号进行采样，计算采样样本序列和伪随机序列的相关值，得出不同时刻的冲激响应。

•小尺度测量方法在测试过程中，我们采用基于伪噪声序列的扩频滑动相关测试法。

该方案的基本思路是在发射周期性的PN序列，在接收端本地产生同样的PN序列并与接收下来的信号做互相关运算。