传感器网络多址接入协议的实现

合集下载

车联网中应急通信网络动态信道分配方法

车联网中应急通信网络动态信道分配方法朱发财【摘要】为有效解决车联网数据传输的同信道干扰问题,并在减小网络时延的同时控制信息丢包率,提出车联网中应急通信网络动态信道分配(DCA,dynamic channel allocation)方法.在PRIME拓扑通信框架中连接应急传输协议,并对动态数据进行接收与发送处理,完成车联网应急通信网络环境的搭建;选择适宜的应急多播树信道节点,通过计算信道分配转发权重的方式完成动态信道的同步分配处理,实现车联网中应急通信网络动态信道的顺利分配.设置仿真平台进行对比实验,结果显示,与基础分配方法相比,应用动态信道分配方法后,通信网络时延明显缩短,信息丢包率也得到有效控制,同信道干扰对车联网数据传输的影响减小.【期刊名称】《西安工程大学学报》【年(卷),期】2019(033)003【总页数】7页(P296-301,325)【关键词】车联网;应急通信网络;信道分配;拓扑框架;多播树节点;转发权重;同步分配【作者】朱发财【作者单位】福州理工学院科技处,福建福州 350506【正文语种】中文【中图分类】TP3930 引言信道分配是一种利用信道质量标准、业务量参数等条件对已占用资源进行优化配置的技术手段。

DCA是常见的信道分配运行设备,完全遵照通用移动通信系统陆地接入执行标准,可借助UE state transition传输结构将真实的信道占用信息传输至中心处理主机。

每一次信道的分配处理都使用一个完全独立的按压开关发送频率,且在执行下一次分配指令时,所有已出现的开关发送频率都保持为已占用状态[1-2]。

从数值角度来看,按压开关发送频率总量极为巨大,且不论核心分配准则如何变化,与频率系数相关的基础利用率都不会发生改变。

这项技术目前主要应用于移动通信网络搭建等多个领域。

目前已有专家学者提出了一些车联网中的信道分配方法,如文献[3]中提出的光载射频-分布式天线系统(RoF-DAS，optical RF-distributed antenna system)的车载网络中信道分配方法,对应急通信中的所有通信节点进行降序排列,并通过提升网络平均吞吐量的方式控制端到端通信数据传输的链路负载情况。

无线传感器网络-MAC协议

FDMA的应用

FDMA频分多址采用调频的多址技术，业务信道将不同的频段分配给不同的用户。FDMA适合大量连续非突发性数据的接入，单纯采用 FDMA作为多址接入方式已经很少见。除中国联通、中国移动所使用的GSM移动电话网采用FDMA和TDMA两种方式的结合外，广电网中的的通信中也采用了时分多址的接入方式
竞争窗口竞争窗口
802.11 MAC协议通过立即主动确认机制和预留机制提高性能。在主动确认机制中，当目标节点收到一个发送给它的有效数据帧(DATA)时，必须向源节点发送一个应答帧(ACK)，确认数据已被正确接收到。为了保证目标节点在发
送ACK过程中不与其它节点发生冲突，目标节点使用SIFS帧间隔（为什么？）
所谓的CSMA/CA机制是指在信号传输之前，发射机先侦听介质中是否有同信道载波，若不存在，意味着信道空闲，将直接进入数
据传输状态；若存在载波，则在随机退避一段时间后重新检测信道。
这种介质访问控制层的方案简化了实现自组织网络应用的过程。在IEEE 802.11 MAC协议基础上，人们设计出适用于传感器网
CDMA的特点

CDMA码分多址是采用数字技术的分支——扩频通信技术发展起来的一种崭新而成熟的无线通信技术，它是在FDMA和TDMA的基础上发展起来的。 FDMA的特点是信道和时间资源共享，每一子信道使用的频带互不重叠；TDMA的特点是独占时隙，而信道资源共享，每一个子信道使用的时隙不重叠；CDMA的特点是所有子信道在同一时间可以使用整个信道进行数据传输，由于有地址码区分用户，所以对频率、时间和空间没有限制，在这些方面他们可以重叠，因此，信道的效率高，系统容量大。
的节点作为竞争优胜者。
22

分簇无线传感器网络可靠高效的数据传输方案

第43卷　第8期2009年8月西　安　交　通　大　学　学　报JOURNAL OF XI ′AN J IAO TON G UNIV ERSITYVol.43　№8Aug.2009收稿日期:2008212209.　作者简介:方维维(1981-),男,博士生;钱德沛(联系人),男,教授,博士生导师.　基金项目:国家自然科学基金资助项目(90412011,80612004,60673180);科技部国际科技合作计划资助项目(2006DFA11080);德国教研部资助项目(01BU0680).分簇无线传感器网络可靠高效的数据传输方案方维维1,钱德沛1,2,褚天舒1,刘轶1(1.北京航空航天大学中德软件技术联合研究所,100083,北京;2.西安交通大学电子与信息工程学院,710049,西安)摘要:根据当前传感器节点的通信能力,提出了一种面向大规模无线传感器网络的数据传输方案(REDD ).在方案中,节点间通过周期性的动态竞争产生簇首,形成分簇网络结构.簇内通信采用时分多路访问调度方式,成员节点在簇首分配的时隙内经由独立的簇内通信信道将监测数据发送至簇首.簇间通信采用载波侦听多路访问竞争方式,簇首间形成的连通覆盖网络通过多跳转发方式将聚合后的数据发送至网关.实验结果表明,较之已有的研究,REDD 方案能够以更少的消耗达到更优的分簇性能,并且在保证可靠传输的同时有效降低传输时延1关键词:无线传感器网络;分簇性能;信道分配;数据传输中图分类号:TP393　文献标志码:A 文章编号:02532987X (2009)0820028205A R eliable and E fficient Data Delivery Scheme for C lusteredWireless Sensor N etw orksFAN G Weiwei 1,QIAN Depei 1,2,CHU Tianshu 1,L IU Y i 1(1.S ino 2G erman Joint S oftware Institute ,Beihang University ,Beijing 100083,China ;2.School of Electronics andInformation Engineering ,X i ′an Jiaotong University ,X i ′an 710049,China )Abstract :According to the communication capability of current sensor nodes ,a novel scheme (REDD )is proposed for data delivery in large 2scale wireless sensor networks.In REDD ,the clustering network ar 2chitecture is formed by periodically selecting cluster heads among sensor nodes through dynamic competi 2tion.The intra 2cluster communication is based on TDMA scheduling ,in which a member node transmits its sensory data through an independent intra 2cluster channel to its cluster head in the time slot assigned by the cluster head.The inter 2cluster communication is based on CSMA competition ,in which a con 2nected overlay network is constructed among all cluster heads to forward the aggregated data through multi 2hops to the sink.Simulation results show that ,compared with the existing work ,the REDD can achieve a better clustering performance with lower costs ,and effectively reduce the end 2to 2end delay for reliable data transmission.K eyw ords :wireless sensor network ;clustering performance ;channel assignment ;data delivery 无线传感器网络(WSN )由大量具备数据处理能力和无线通信能力的传感器节点组成,传感器节点在计算、存储、通信和供能等方面严重受限.因此,合理、有效地利用有限的节点资源来保证数据的可靠、高效传输已成为WSN 协议设计面临的重要问题.与平面网络结构相比,层次网络结构尤其是分簇网络结构更有利于减少网络的能耗,增强网络的可扩展性,实现数据的在网处理.因此,基于分簇的数据收集协议得到了广泛关注,较为典型的有L EACH [1]、HEED [2]和DFA [3]等.这些协议要求传感器节点可以使用频分多址(FDMA )或码分多址(CDMA )方式进行通信[4],甚至要求网络中任意簇首可以与网关直接通信[3].目前,通用节点尚不具备这样的能力,因而实现这些协议需要扩充节点硬件,这必然会增加节点的设计复杂度和制造成本,也不利于大规模网络的部署和使用.针对这一问题,TL TS 协议采用了相邻簇间、各簇簇内两级时分多址(TDMA )调度的方式协调数据传输[4],即相邻的簇选择不同的TDMA 帧进行簇内通信,以避免相互干扰,簇首间构成数据汇集树,以将监测数据转发至网关.该协议尽管相对简单、可行,但其成簇算法开销较大且各簇节点数量严重不均,同时其传输方式影响了网络的监测力度和传输效率,进而影响了网络的实时、可靠监测.本文在借鉴已有研究工作的基础上,提出了一种面向大规模分簇WSN 的数据传输协议(REDD ).1　方案概述111　网络模型假设N 积区域中,其构成的网络具有如下性质:①节点和网关部署于监测区域后不再移动,无需人为维护;②所有节点初始时具有等同的资源和能力,地位平等;③节点的无线发射功率强度可以根据接收端距离在一定范围内进行调整,如Crossbow Mote 系列节点支持100个发射功率等级;④节点的无线射频芯片支持多信道通信,如TI CC2420和Atmel AT86RF230芯片在ISM 频段上最多可使用16个信道,NORDIC nRF240X 系列芯片可使用100个以上的信道;⑤节点时间保持同步.112　方案概述在分簇WSN 中,簇首节点负责数据收集、聚合处理和簇间转发的任务,故能量消耗远大于簇内其他节点.为了均衡网络中节点的能量负载,REDD 方案按轮运行,每轮中节点以轮流充当簇首的方式将能量开销均匀地分布到各个节点.分簇网络结构建立后,监测数据先由节点通过单跳通信发往簇首,在簇首经数据聚合处理后再通过簇首间多跳传输到网关[5].REDD 的簇首节点数据收集如图1所示,每轮的运行流程如图2所示1根据分簇网络结构的特点,REDD 方案在簇内、簇间的传输方式如下.(1)簇内通信基于TDMA 调度,由簇首给本簇相关成员节点分配不同的通信时隙,节点只在分配的时隙内处于活动状态,在其他时间则处于睡眠状态.由于网络中可能存在同时处于多个簇首覆盖范围的边图1　分簇无线传感器网络中的数据收集界节点(图1中的节点C ),其相邻簇间传输干扰会影响正常的数据收发[4](图1中节点C 向其簇首A 发送数据时,C 的无线信号会影响簇首B 的簇内传输).因此,REDD 方案为彼此相邻的多个簇分配不同的簇内通信信道,以用于簇内数据收集.(2)簇间通信基于载波监听多路访问(CSMA )竞争.簇首间构成连通的覆盖网络并建立簇间通信生成树,传输数据的簇首选择相对条件最优的前向相邻簇首进行数据转发,直至数据到达网关(图2中簇首A 可选择相邻簇首B 或E 进行数据转发).图2　REDD 一轮中的流程示意图2　簇的生成对于任意节点,在每轮的时间段ΔT cluster 内执行簇首选举算法.为了保证簇首工作的可靠性,同时尽量减少能耗,延长网络使用寿命,REED 方案将节点的剩余能量和通信代价分别作为选择簇首的主要参数和辅助参数.通信代价用节点接收到的来自相邻节点广播消息的接收信号强度均值表示,即Avg S R x =∑kn =1SR x(n )/k (1)式中:k 是节点收集到的消息总数;S R x (n )是第n 个消息的接收信号强度.Avg S R x 越大,当前节点与相邻节点的平均间距越小,以其作为簇首的簇在数据传输时的能耗就越小.为了控制簇的规模,在REDD 方案中假定簇半径为r,即只允许与簇首距离不超过r 的节点加入该簇.r 的大小与节点密度有关,必须保证在任意节点的簇半径范围内有若干相邻节点存在.ΔT cluster 分为3个连续阶段Δt 1～Δt 3,t 表示92　第8期方维维,等:分簇无线传感器网络可靠高效的数据传输方案ΔT cluster的开始时刻.算法1　成簇算法描述如下.(1)在Δt1内,节点选择时刻T1广播Hello_Msg 消息T1=t+VΔt1(2)式中:随机数为V∈(0,1).在该消息中包含了节点剩余能量1Δt1结束时,节点计算自身的Avg S R x1(2)在Δt2内,节点选择时刻T2作为广播Head_ Msg消息竞争簇首的时刻T2=t+Δt1+WΔt2W=W e1-E resE max+W c1-Avg S R xS T x+W r V1-E resE max(3)式中:权值系数W e、W c和W r满足W e+W c+W r=1且W e>W cµW r;E res、E max分别表示当前节点的剩余能量和初始能量;S T x表示节点广播消息的发射信号强度.如果节点在T2时刻前没有收到相邻节点广播的Head_Msg消息,则该节点在T2时刻广播Head_ Msg消息,并成为该轮中的簇首;如果节点在T2时刻前已经收到了任意相邻节点广播的Head_Msg消息,则放弃簇首竞争.由式(3)知,剩余能量较多且Avg S R x值较大的节点,等待消息广播的时间越少,成为簇首的可能性更大.在Δt2结束时,网络中每个节点在其簇半径范围内至少存在一个簇首.(3)在Δt3内,为了最小化簇内通信的能量消耗,非簇首节点在时刻T3向相距最近(接收信号强度S R x 最大)的相邻簇首发送Join_Msg消息,请求加入该簇T3=t+Δt1+Δt2+VΔt3(4) 由于算法中消息包长均很小且广播范围有限,因此网络中产生广播冲突的概率很小.为了保证网络的监测质量,传感器节点的部署密度往往很大,因而每个簇的成员节点也会较多,这样不但增加了TDMA调度结果的长度,使得簇内收、发调度结果的能耗增大,而且会造成TDMA帧时过长,收集监测数据的延迟增大.实际上,同一簇内节点监测数据的关联性和冗余性很强,因此REDD方案在簇首选举完成后加入了工作节点选择机制,即簇首选择一部分剩余能量较大的成员节点进行监测,其他成员节点则在本轮中进入睡眠状态,这样在满足监测质量要求的同时又保证了节点能量的有效利用.活动节点的数目m满足如下关系[4]∑m n=1C n mr sr2n1-r2sr2m-n≥P co(5)式中:r s为节点的感知半径;P co为当前应用要求的簇覆盖期望比率.选择结果在ΔT broadcast时间段由簇首通过TDMA调度广播通知簇内各成员节点.3　信道分配如112节所述,网络中所有节点共享一个信道同时进行簇内数据传输,边界节点势必会影响传输的可靠性.事实上,当前传感器节点通用的射频芯片已经支持多信道通信,如果相邻簇使用彼此独立的信道进行簇内通信,则可以避免传输干扰.信道分配问题描述如下:如果任意2个相邻簇首A和B之间存在边界节点,即存在工作节点c满足0<d(A,C)≤r且0<d(A,B)≤r,则簇首A和B应选择不同的簇内通信信道(d表示节点间距).定理1　在REDD方案中的信道分配算法中,簇首所需的可选信道数上限为19.证明　如图3所示,证明定理1等同于求解在以A为圆心、以2r-r为半径的环状区域中,所能放置的节点数为极大值,各节点间距大于r.为尽可能加入更多的节点,应使得以节点为圆心、以r为半径的圆与环状区域的重叠面积最小,则节点应放置在环状区域外侧边缘上.此时,环状区域外侧边缘上最多可放置的节点数为2π/∠B A C≈2π/(2arcsin(1/4))≈12(B、C间距大于r).同时,这些圆与圆A(以A为圆心以r为半径的的圆)之间会留有靠近圆A边缘的未覆盖区域(如由圆弧切分出的区域D EF),在这些区域里(近似于在圆A边缘上)最多可放置的节点数为2π/(π3)=6.因此,簇首所需的信道数上限为1+6+12=19.这里给出的只是理论上的极值,事实上簇首所需的信道数量远小于19,按目前无线射频芯片能力,该值完全可以满足需求.图3　节点在环状区域上的分布算法2　信道分配算法描述如下.(1)未得到分配的簇首在检测到信道空闲时间达到Δt4时,稍做回退后在本簇范围内广播Reserve_03西　安　交　通　大　学　学　报第43卷　Msg 消息,其中包含随机选择的预约信道ID .(2)簇内的边界节点若发现该信道已经被其他相邻簇首占用,则在Δt 5内向该簇首反馈Conflict_Msg 消息,簇首收到该消息后立即广播Release_Msg 消息声明预约信道失败(为降低网络负载和节点能耗,检测到该冲突的其他边界节点可在收到Conflict_Msg 或Fail_Msg 消息后取消自身反馈).否则,簇首在Δt 5结束时广播Confirm_Msg 消息,声明预约信道成功.为了避免竞争冲突,算法要求Δt 4>Δt 5.4　簇间转发在簇间通信阶段,簇首收集的监测数据将通过簇首间多跳转发到网关.簇间通信半径的选择必须确保簇首构成的覆盖网络具有连通性.定理2　在网络部署区域的任意边长为r/k (k ≥1)的正方形子区域中至少存在一个节点的情况下,簇间通信半径R 应满足R ≥1+(4k 2+8k +5)1/22kr.证明　簇首A 保持与网络连通的条件是R 能保证它与相距最近的簇首之间能够通信,则证明定理2等同于求这2个簇首之间的最大间距.根据所给条件,图4中2个正方形子区域中至少分别存在一个节点C 和D ,满足d (C,D )≤r/k.如果节点C 和D 距离簇首A最远,则它们可位于所在正方形子区域的右侧边缘处,其中与簇首A 相距最近的节点和簇首A 的间距处于(r +rk)和r 2k2+r +rk21/2之间.同时,每个节点和其所在簇的簇首间距不大于r.易知,这2个间距之和的最大值即为定理所给不等式的右半部分(如图4线段A B 所示),故定理2成立.文献[6]给出了k =21/2时的结果,经验证和定理2所给结果一致.图4　簇首A 和相邻簇首B 的分布在ΔT path 时间段内,由网关开始发起簇首间路由广播,广播半径为R ,从而构造出以网关作为树根的簇间通信生成树[4].路由消息Routing_Msg 包含广播簇首的剩余能量E res 和距离网关的跳数H.在路由选择过程中,将αS R xβ(E max -E res )定义为选择前向簇首的优先级(其中α和β分别代表了相应的权重),簇首从H 值最小的相邻簇首中选择优先级最大的簇首作为自身在生成树中的父节点.由于在簇间通信时使用的是CSMA 类媒体接入控制(MAC )协议,所以在应用功率控制的同时应采用一定的机制避免相邻簇首竞争信道时发生冲突和干扰,如使用最大功率发送MAC 层控制包和使用最优功率发送数据包等.5　性能分析本文在NS2模拟器平台上,采用与文献[4]基本相同的实验设置对方案性能进行了仿真分析.网络中发送、接收数据的无线通信模型分别为E T x (k ,d )=E elec (k )+E amp (k ,d )=kE elec +k εfs d 2 d <d 0kE elec +k εmp d4d ≥d 0(6)E R x (k )=E elec (k )=kE elec(7)式(6)～(7)中:E elec 表示无线收发模块能耗;E amp 表示功率放大器能耗;εfs 为自由空间模型系数;εmp 为多路衰减模型系数.E amp 根据收发双方间距分别采用εfs 和εmp 进行计算,具体参数设置见表1.表1　实验参数设置区域大小/m 2200×200带宽/kb ・s -111512网关位置/m(200,200)d 0/m75r/m30数据包长度/B 75r s /m 12控制包长度/B25E elec /nJ ・b -150MAC 头部长度/B25εfs /(pJ ・b -1)・m -213m16εmp /(pJ ・b -1)・m -4010013TDMA 时隙/ms8N f8K30 注:N f 为TL TS 中簇间TDMA 帧数;K 为每轮运行中网络收集次数.在分簇性能方面,REDD 的成簇算法能保证节点在簇半径范围内至少存在一个可选簇首,从而避免了L EACH 协议簇首分布严重不均的问题[2],且性能优于采用多轮循环竞争方式保证簇首分布的分簇协议(如HEED [2]、TL TS [4]方案等).图5和图6分别给出了在不同节点密度的网络中执行一次簇首选举算法后消息广播总量和网络能量消耗(多次实验均值).由图5、图6可知,REDD 成簇的开销小于TL TS ,且随着节点密度增加节能优势逐渐明显.通过对比成簇结果发现,尽管2种方案均可以保证簇首覆盖全网节点且分布良好,但REDD 中各簇的节点数量13　第8期方维维,等:分簇无线传感器网络可靠高效的数据传输方案图5　不同节点密度成簇时消息广播次数比较图6　不同节点密度成簇时网络能量消耗比较分布较为均衡,而TL TS 中各簇的节点数量分布严重不均,部分区域甚至出现了相差极大的两极分化现象.这是因为,TL TS 中节点加入相邻簇的标准是选择接收信号强度均值(Avg S R x )最大的簇首,而不是选择相距自身最近的簇首.图7为不同节点密度下网络中各簇节点数量的标准差,可见在簇节点分布均衡性方面,REDD 的性能相对较优,因此REDD 可以更好地保证网络中每个簇有足够数量的工作节点,以满足应用对网络监测质量的要求.在簇间通信半径R 的选择方面,可根据网络的播撒情况计算出R 的理论值,并与全网中相邻簇首间最小间距的最大值R ′比较.如图8所示,理论值均一定程度上高于实际达到网络连通所要求的半径大小,从而验证了定理2的正确性.在传输性能方面,TL TS 在整个网络完成一次数据报告的耗时为N f ΔT intra +ΔT inter ,其中N f >1为簇内通信采用TDMA 帧的个数[4].在REDD 中耗时仅为ΔT intra +ΔT inter .因此,在相同的时间段内,REDD 中的节点能够多次进行数据的收集和报告,监测力度相对更强.图9为相同成簇结果的条件下(使用REDD 的成簇算法)2种方案聚合数据的网络平均传输时延对比.由于在REDD中簇首完成数据聚合后立即进入簇(a )REDD(b )TL TS图7　不同节点密度下簇节点数量分布均衡性比较图8　簇间通信半径选择对比间转发阶段,相比TL TS 减少了数据在簇首等待簇间传输的时间,因此更适用于数据的实时传输.图9　多轮运行中聚合数据的平均传输时延6　结束语根据当前通用传感器节点的通信能力,提出了一种面向大规模WSN 的数据传输方案REDD.与已有工作相比,REDD 的贡献在于:①提出了基于节点动态竞争的簇首选举机制,保证了簇首和成员节点在分簇网络结构中分布良好;②通过多信道通信方式,避免了边界节点引发的相邻簇间传输干扰,保证了簇内(下转第129页)23西　安　交　通　大　学　学　报第43卷　on Aerospace and Electronic Systems,2008,44(2): 4932502.[3]　HUN G T G,ROB ER TAZZI T G.Scheduling nonlin2ear computational loads[J].IEEE Trans on Aerospace and Electronic Systems,2008,44(3):116921182. [4]　B HARADWAJ V,GHOSE D,MAN V.Multi2installment load distribution in tree networks with de2 lays[J].IEEE Trans on Aerospace and Electronic Sys2 tems,1995,31(2):5552567.[5]　B HARADWAJ V,GHOSE D,MAN V,et al.Sched2uling divisible loads in parallel and distributed systems[M].Los Alemitos,USA:IEEE Computer Society, 1996.[6]　HA GERU P T.Allocating independent tasks to paral2lel processors:an experimental study[J].Journal ofParallel and Distributed Computing,1996,11(17):1233.[7]　B EAUMON T O,L EGRAND A,ROB ER T Y.Sched2uling divisible workloads on heterogeneous platforms [J].Parallel Computing,2003,29(9):112121152. [8]　YAN G Y,RAAD T K,CASANOVA H.Multiroundalgorithms for scheduling divisible loads[J].IEEETrans on Parallel and Distributed Systems,2005,16(11):109221102.[9]　赵明宇,张田文.三段可任意划分负载应用的多次数据分配[J].哈尔滨工业大学学报,2008,40(5):7452 749.ZHAO Mingyu,ZHAN G Tianwen.A collection2 aware multi2round scheduling algorithm[J].Journal of Harbin Institute of Technology,2008,40(5):7452 749.(编辑　苗凌)(上接第32页)数据传输的可靠性;③根据网络部署情况选择合适的簇间通信半径,以确保簇首覆盖网络的连通性,保证了簇间数据转发的可靠性.仿真结果表明,相比于TL TS,REDD能够更有效地保证网络的监测质量和传输效率.参考文献:[1]　H EINZEL MAN W,CHANDRA KASAN A,BAL2A KRI2SHNA N.An application2specific protocol ar2chitecture for wireless microsensor networks[J].IEEE Trans on Wireless Communications,2002,1(4):6602670.[2]　YOUN IS O,FA HM Y S.H EED:a hybrid,energy2efficient,distributed clustering approach for ad hocsensor networks[J].IEEE Trans on Mobile Compu2 ting,2004,3(4):6602669.[3]　WA HAR TE S,BOU TABA R.Performance compari2son of distributed f requency assignment algorithms forwireless sensor networks[C]∥Proceedings of Net2 Con.Los Alamitos,CA,USA:IEEE Computer Soci2 ety,2004:2172228.[4]　龚海刚,刘明,王晓敏.TL TS:大规模无线传感器网络下基于簇的两级TDMA调度协议[J].计算机研究与发展,2007,44(1):71277.GON G Haigang,L IU Ming,WAN G Xiaomin.A cluster2based two level TDMA scheduling protocol for large scale wireless sensor network[J].Journal ofComputer Research and Development,2007,44(1): 71277.[5]　王毅,张德运,梁涛涛.无线传感器网络分区能耗均衡的非均匀分簇算法[J].西安交通大学学报,2008, 42(4):3892394.WAN G Y i,ZHAN G Deyun,L IAN G Taotao.Cell en2 ergy balanced uneven clustering hierarchy scheme for wireless sensor networks[J].Journal of Xi′an Jiao2 tong University,2008,42(4):3892394.[6]　L IN C H,TSAI M J.A comment on“H EED:a hy2brid,energy2efficient,distributed clustering approach for ad hoc sensor networks”[J].IEEE Trans on Mo2 bile Computing,2006,5(10):147121472.(编辑　苗凌)921　第8期康　雨,等:任意可分负载的多轮调度算法。

无线传感器网络路由协议分析

南京邮电大学硕士研究生学位论文术语表术语表Adaptive Threshold sensitive Energy APTEEN 自适应敏感阀值节能型传感网络协议CDMA码分多址Code Division Multiple AccessCSMA 载波侦听多路访问Carrier Sense Multiple AccessDD 定向扩散Directed DiffusionGEAR 地理和能量感知路由Geographic and Energy Routing LEACH 低功耗自适应分簇协议介质访问控制Media Access ControlMCU 微控制单元Micro-Controller UnitPEGASIS Po-Efficient Gathering in SensorInformation System服务质量Quality of Service信息协商传感协议Sensor Protocol for Information viaNegotiationTCP 传输控制协议Transfer Control ProtocolTDMA 时分多址Time Division Multiple AccessTEEN 敏感阀值节能型传感网络协议Threshold sensitive Energy Efficient sensorNetwork protocol用户数据包协议User Datagram ProtocolWSN 无线传感器网络Wireless Sensor Network南京邮电大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。

尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京邮电大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。

与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。

通信原理考卷

专业课原理概述部分一、选择题（每题1分，共5分）1. 下列哪种调制方式属于非线性调制？A. AMB. FMC. PMD. PWM2. 在数字通信系统中，下列哪种码型具有自同步功能？A. NRZ码B. RZ码C. Manchester码D. Differential Manchester码3. 下列哪种信道编码方式可以纠正单个错误？A. 奇偶校验码B. 海明码C. 循环冗余校验码D. 卷积码4. 在无线通信系统中，下列哪种多址技术可以提高系统容量？A. TDMAB. FDMAC. CDMAD. SDMAA. QPSKB. 16QAMC. 64QAMD. BFSK二、判断题（每题1分，共5分）1.ASK调制是一种线性调制方式。

（）2.在数字通信系统中，信噪比越高，误码率越低。

（）3.模拟通信系统的抗干扰能力优于数字通信系统。

（）4.多进制调制可以降低传输速率。

（）5.光纤通信的传输速率受限于光纤的色散效应。

（）三、填空题（每题1分，共5分）1. 在数字通信系统中，信源编码的目的是压缩数据的______和______。

2.ASK调制又称为______调制，其调制信号为______。

3. 在无线通信系统中，多径效应会导致信号的______和______。

4. 信道编码的目的是提高传输的______和______。

5. Shannon公式描述了信道容量与______、______和______之间的关系。

四、简答题（每题2分，共10分）1. 简述模拟调制与数字调制的区别。

2. 什么是Nyquist准则？它在数字通信系统中有什么作用？3. 简述QAM调制的基本原理。

4. 什么是多径效应？它对无线通信系统有何影响？5. 简述OFDM调制的基本原理。

五、应用题（每题2分，共10分）1. 已知一个数字通信系统的数据传输速率为10Mbps，采用16QAM调制，求该系统的符号传输速率。

2. 一个模拟信号的最高频率为5kHz，根据Shannon公式，计算在信噪比为30dB的条件下，该信号的无噪声信道容量。

国家电网招聘考试_通信类_真题模拟题及答案_第06套_背题模式

***************************************************************************************试题说明本套试题共包括1套试卷每题均显示答案和解析国家电网招聘考试_通信类_真题模拟题及答案_第06套(99题)***************************************************************************************国家电网招聘考试_通信类_真题模拟题及答案_第06套1.[单选题]当信息经过交换单元时，只能从人线进，出线出，具有唯一确定的方向，这种形式的交换单元称为()交换单元。

A)无向B)有向C)分配型D)双向答案:B解析:2.[单选题]()代表了信道的一种编号资源，是一种客观存在，而()具有呼叫建立，数据传输和呼叫释放过程。

A)虚电路；逻辑信道B)逻辑信道；虚电路C)交换虚电路；永久虚电路D)专线；逻辑信道答案:B解析:3.[单选题]光接收机的灵敏度是与()的概念联系在一起的。

A)接收机的动态范围B)抖动C)误码率D)接收机引入的噪声答案:C解析:B)不显著C)显著答案:B解析:5.[单选题]已知一个八进制信号的符号速率为每秒4800波特，则其对应的信息速率是()。

A)4800bit/sB)2400bit/sC)9600bit/sD)14400bit/s答案:D解析:6.[单选题]V5.2接口按需要可由1～16个()链路构成，时隙可动态分配，接入网内包含了集线功能。

A)2MB)4MC)8MD)16M答案:A解析:7.[单选题]V5接口身份标识即接口ID(ITFID)是V5.2接口的标识码(24bit)，每个交换机上可创建多个V5.2接口，ITFID用于区别不同的()接口。

A)V5.1B)V5.3C)V5.4D)V5.2答案:D解析:8.[单选题]构成交换网络最基本的部件是()。

无线传感器网络的时间同步算法误差分析

图 1 相邻节点 S 和 R 之间的消息交换(1) 无线传感器网络的时间同步算法误差分析Error Analysis of Time Synchronization in WSNs封红霞周莹（北京邮电大学，北京市 100876）Feng Hongxia Zhou Ying(Beijing University of Posts and Telecommunications, Beijing 100876)【摘要】消息传输过程中的非确定性延迟是影响无线传感器网络时间同步精度的主要因素。

对现有时间同步机制进行分类研究，根据消息传输过程中的延迟分解，详细分析了不同类型时间同步机制的误差。

无线传感器网络需要结合特定的应用场合，根据精度要求高低和应用期限等，研究开发满足不同需要的同步机制。

【关键词】无线传感器网络时间同步 TPSN DMTS RBSAbstract: Non-deterministic delay in message transmission is the significant factor affecting the accuracy of time synchronization in wireless sensor networks. Several existing time synchronization protocols are classified and studied. The errors of these different protocols are analyzed in detail based on the decomposition of the message delivery delays. Different time synchronization protocols should be designed to meet various situations considering the application field, the accuracy required and lifetime etc..Key words: WSN Time Synchronization TPSN DMTS RBS引言传感器技术、MEMS 技术、无线通信技术和微电子技术的进步，促进了低成本、低功耗的微型多功能传感器的快速发展。

基于非完美功率域非正交多址接入网络的上行链路低功耗研究

第３８卷第２期计算机应用与软件Ｖｏｌ３８Ｎｏ．２２０２１年２月ＣｏｍｐｕｔｅｒＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓａｎｄＳｏｆｔｗａｒｅＦｅｂ．２０２１基于非完美功率域非正交多址接入网络的上行链路低功耗研究任桂山１　吴冕泽２　陈学梅１　苏　锋１　李红艳１１（中国石油大港油田公司采油工艺研究院　天津３００２８０）２（中国石油大学（北京）信息科学与工程学院　北京１０２２４９）收稿日期：２０１９－０８－０６。

任桂山，高工，主研领域：自动化技术，嵌入式系统。

吴冕泽，硕士生。

陈学梅，高工。

苏锋，工程师。

李红艳，工程师。

摘　要功率域非正交多址接入（ＰＤＮＯＭＡ）技术可以有效提高无线网络频谱利用率，满足大规模节点接入及低时延等需求，但存在功耗大的缺点，在工业传感器网络中面临巨大挑战。

对此，基于ＰＤＮＯＭＡ的上行网络，接收机使用串行干扰抵消（ＳＩＣ）迭代解码，在给定实时性需求下，通过用户调度和功率分配的联合优化，最小化网络的功耗。

通过分析最优解存在的充分必要条件，提出功率阈值向量，将其转换成一个二部图最大匹配问题，用ＫＭ算法求得最优。

仿真结果表明，时延性需求、残差和阈值对系统功耗有着较大影响。

关键词非正交多址接入　串行干扰抵消　上行　调度　功耗中图分类号　ＴＰ３文献标志码　ＡＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００３８６ｘ．２０２１．０２．０２０ＵＰＬＩＮＫＬＯＷＰＯＷＥＲＦＯＲＲＡＤＩＯＡＣＣＥＳＳＮＥＴＷＯＲＫＳＢＡＳＥＤＯＮＩＭＰＥＲＦＥＣＴＰＯＷＥＲＤＯＭＡＩＮＮＯＭＡＲｅｎＧｕｉｓｈａｎ１　ＷｕＭｉａｎｚｅ２　ＣｈｅｎＸｕｅｍｅｉ１　ＳｕＦｅｎｇ１　ＬｉＨｏｎｇｙａｎ１１（ＯｉｌＰｒｏｄｕｃｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＰｅｔｒｏＣｈｉｎａＤａｇａｎｇＯｉｌｆｉｅｌｄＣｏｍｐａｎｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ３００２８０，Ｃｈｉｎａ）２（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＰｅｔｒｏｌｅｕｍ（Ｂｅｉｊｉｎｇ），Ｂｅｉｊｉｎｇ１０２２４９，Ｃｈｉｎａ）ＡｂｓｔｒａｃｔＰｏｗｅｒｄｏｍａｉｎｎｏｎｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｍｕｌｔｉｐｌｅａｃｃｅｓｓ（ＰＤＮＯＭＡ）ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｃａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｓｐｅｃｔｒｕｍｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｗｉｒｅｌｅｓｓｎｅｔｗｏｒｋｓａｎｄｓｕｐｐｏｒｔｍａｓｓｉｖｅｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｓａｎｄｌｏｗｌａｔｅｎｃｙ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｉｔｓｕｆｆｅｒｓｆｒｏｍｈｉｇｈｐｏｗｅｒｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｏｎｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒｓ，ｗｈｉｃｈｆａｃｅｓｈｕｇｅｃｈａｌｌｅｎｇｅｓｆｏｒｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｗｉｒｅｌｅｓｓｓｅｎｓｏｒｓｎｅｔｗｏｒｋｓ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｗｉｔｈｔｈｅｇｉｖｅｎｒｅａｌｔｉｍｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，ｗｅｓｔｕｄｙｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆｍｉｎｉｍｉｚｉｎｇａｇｇｒｅｇａｔｅｐｏｗｅｒｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｏｆｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒｓｕｎｄｅｒｔｈｅｉｍｐｅｒｆｅｃｔＰＤＮＯＭＡｂａｓｅｄｏｎｓｕｃｃｅｓｓｉｖｅｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｃａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎ（ＳＩＣ）ｒｅｃｅｉｖｅｒｓ．Ｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍ，ｊｏｉｎｔｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆｐｏｗｅｒａｌｌｏｃａｔｉｏｎａｎｄｕｓｅｒｓｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇｗｅｒｅｕｔｉｌｉｚｅｄ．Ｆｏｒｔｈｅｅｘｉｓｔｅｎｃｅｏｆｏｐｔｉｍａｌｓｏｌｕｔｉｏｎ，ｗｅｐｒｅｓｅｎｔｅｄａｎｅｘｐｌｉｃｉｔｓｕｆｆｉｃｉｅｎｔａｎｄｎｅｃｅｓｓａｒｙｃｏｎｄｉｔｉｏｎ．Ｔｈｅｎ，ｗｅｃｏｎｖｅｒｔｅｄｉｔｉｎｔｏａｍａｘｉｍｕｍｍａｔｃｈｉｎｇｏｆｂｉｐａｒｔｉｔｅｇｒａｐｈｂｙｐｏｗｅｒｔｈｒｅｓｈｏｌｄｖｅｃｔｏｒａｎｄｇｏｔｏｐｔｉｍａｌｓｏｌｕｔｉｏｎｂｙｕｓｉｎｇｔｈｅＫＭａｌｇｏｒｉｔｈｍ．Ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｄｅｌａｙｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ，ｒｅｓｉｄｕｌａｎｄｔｈｒｅｓｈｏｌｄｈａｖｅｇｒｅａｔｉｍｐａｃｔｓｏｎｔｈｅｓｙｓｔｅｍｐｏｗｅｒｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ．ＫｅｙｗｏｒｄｓＰＤＮＯＭＡ　Ｓｕｃｃｅｓｓｉｖｅｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｃａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎ　Ｕｐｌｉｎｋ　Ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ　Ｐｏｗｅｒ　Ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ０　引　言工业无线网络中，传感器通常被用来部署以感知周围环境，定时采集数据，通过无线网络将参数汇集到基站进行分析处理，从而有效地应对工业生产中的各种事件。

一种双通道数据链端机的多址接入方法设计

一种双通道数据链端机的多址接入方法设计石伟明【摘要】多址接入协议提供了一种信道共享的调度机制,确保多个通信节点间公平、高效地共享相同的无线信道资源,决定了节点业务量和网络吞吐量,是数据链路层设计的重中之重.本文设计了一种利用双通道技术,将SPMA和TDMA多址接入技术有效的结合起来的方法,既保证网络运行的可靠性,又保证特殊业务对时延的要求,研究结果具有一定的工程应用价值.【期刊名称】《现代导航》【年(卷),期】2018(009)001【总页数】6页(P47-52)【关键词】TDMA;SPMA;多址接入技术【作者】石伟明【作者单位】中国电子科技集团公司第二十研究所,西安,710068【正文语种】中文【中图分类】P2280 引言数据链是采用网络通信技术和应用协议有效地链接各种作战平台，实现战术信息处理和传输的军用数据通信系统。

数据链在现代信息化战争中起着神经网络的作用,能够快速激活全维战场中的各种作战力量，对作战能力的提升起到“黏合剂”和“倍增器”的作用，能够有效地缩短传感器到射手的反应时间。

多址接入协议提供了一种信道共享的调度机制，确保多个通信节点间公平、高效地共享相同的无线信道资源，决定了节点业务量和网络吞吐量，是数据链路层设计的重中之重。

多址接入协议决定了分组接入信道的方式，确保多个通信节点间公平、高效地共享相同的无线信道资源，很大程度上影响了分组传输成功率和平均时延性能，是数据链路层设计的核心问题。

1 现有数据链接入协议现有数据链数据链路层设计大多基于 TDMA或者SPMA接入体制。

两种体制分别有以下优缺点：TDMA协议属于固定接入协议的一种，TDMA协议在节点个数较少或信道带宽较大时，可以满足节点的业务量需求；并且由于各时隙间互不重叠且具有保护时隙，使用 TDMA协议可以避免多址干扰，保证分组传输的成功率。

但是 TDMA协议的信道利用率较低，不能根据节点业务需求的变化及时调整时隙分配方案，从而导致时隙分配不合理，造成资源浪费[1]。

无线通信网络中传感器节点应用与设计

无线通信网络中传感器节点应用与设计张晓玫【摘要】随着电子通信技术的迅速发展，人们已经开发了各种类型的传感器，这些传感器节点能够实现数据信息采集、发送、接收，并且利用互联网通信技术，构建一个自组织无线网络，在工业控制、环境监测、交通管理、医疗卫生救治等多个领域得到了广泛的应用，取得了显著的成效。

目前，传感器在无线通信网络中主要包括两种节点类型，分别是网关节点、终端节点，这些节点可以采集应用环境中的软硬件设施信息，采用路由通信协议将其传输到服务器中，同时还可以接收网络控制命令信息，有效实现无线通信网络数据传输和共享。

【期刊名称】《电子制作》【年(卷),期】2016(000)009【总页数】2页(P51-51,53)【关键词】无线通信网络;传感器;终端节点;网关节点【作者】张晓玫【作者单位】河南工程学院【正文语种】中文随着我国经济的发展，环境资源污染严重，需要实时监测，提高控制成效。

另外，一些重工业生产环境比较恶劣和复杂，不利于人们进行工作，而采用有线光缆不利于组网，并且易于损坏，因此需要使用传感器、ZigBee、WiFi和6LoWPAN等技术构建一个传感器无线通信网络，进一步改进传感器无线网络组网的灵活性［1］。

传感器、无线网络的快速发展和应用可以满足环境资源监测、工业制造智能监控、公共安全监控等需要，具有重要的作用和意义［2］。

目前，常用的无线通信技术包括ZigBee、WiFi、RFID、6LoWPAN和4G移动通信等无线通信技术，可以大幅度提高组网的灵活性，实现传感器信息采集、发送和接收。

每一种无线通信技术应用描述如下：（1）ZigBee技术。

ZigBee技术是一种低速率、短距离无线通信技术，其可以将部署于重工业环境中的传感器连接在一起，形成一个良好的自组织通信网络。

网络通信可靠性较高，具有较低的节点功耗，可实现重工业生产数据的集中式共享、传输管理［3］。

（2）6LoWPAN技术。

6LoWPAN（IPv6 over IEEE 802.15.4）是一种基于IPv6的低速无线个域网通信标准，其可以把传统的无线通信协议扩展到IP链路上进行网络通信，提高了重工业生产环境数据通信的可靠性［4］。

无线传感器网络简明教程第三章.

目前无线传感器网络MAC协议可以按照下列条件进行分类：
(1) 采用分布式控制还是集中控制； (2) 使用单一共享信道还是多个信道； (3) 采用固定分配信道方式还是随机访问信道方式。
本书根据上述的第三种分类方法，将传感器网络的 MAC协议分为以下三种：
(1) 时分复用无竞争接入方式。无线信道时分复用(Time Division Multiple Access，TDMA)方式给每个传感器节点分配固定的无线信道使用时段，避免节点之间相互干扰。
无线电波是容易产生，可以传播很远，可以穿过建筑物，
因而被广泛地用于室内或室外的无线通信。无线电波是全
方向传播信号的，它能向任意方向发送无线信号，所以发射方和接收方的装置在位置上不必要求很精确的对准。
无线电波的传播特性与频率相关。如果采用较低频率，则它能轻易地通过障碍物，但电波能量随着与信号源距离r的增大而急剧减小，大致为1/r3。如果采用高频传输，则它趋于直线传播，且受障碍物阻挡的影响。无线电波易受发动机和其它电子设备的干扰。另外，由于无线电波的传输距离较远，用户之间的相互串扰也是
20世纪80年代以来，人们十分重视调制技术在无线
通信系统中的应用，以寻求频谱利用率更高、频谱特性
更好的数字调制方式。由于振幅键控信号的抗噪声性能不够理想，因而目前在无线通信中广泛应用的调制方法是频率键控和相位键控。
(3)扩频技术
扩频又称为扩展频谱，它的定义如下：扩频通信技术是一种信息传输方式，其信号所占有的频带宽度远大于所传信息必需的最小
3、无线传感器网络物理层的特点
无线传感器网络作为无线通信网络中的一种类型，因此它包含了上述介绍的无线通信物理层技术的特点。目前无线传感器网络的通信传输介质主要是无线电波、红外线和光波三种类型。无线电波的通信限制较少，通常人们选择“工业、科学和医疗”(Industrial，Scientific and Medical, ISM)频段。ISM频段的优点在于它是自由频段，无须注册，可选频谱范围大，实现起来灵活方便。ISM频

无线传感器网络时钟同步技术

同步精确性
与外部的时间表（如UTC ）同步 Nodes i=1, ..., n are accurate at time t within bound d when |Li(t) – t|<d for all i 因此，至少有一个节点具有外部的时间表
无外部的时间表, 所有节点具有公共时间表 Nodes i=1, ..., n agree on time within bound d when |Li(t) – Lj(t)|<d for all i,j
Nodes are switched on at random times, phases θi hence can be random随机打开的节点的相位也是随机的 Actual oscillators have random deviations from nominal frequency (drift, skew)实际的振荡器与标准的频率之间有一定的随机偏差 Deviations are specified in ppm (pulses per million), the ppm value counts the additional pulses or lost pulses over the time of one million pulses at nominal rate The cheaper the oscillators, the larger the average deviation For sensor nodes values between 1 ppm (one second every 11 days) and 100 ppm (one second every 2.8 hours) are assumed, Berkeley motes have an average drift of 40 ppm Oscillator frequency depends on time (oscillator aging) and environment (temperature, pressure, supply voltage, ...)振荡器的频率会随着使用期限、温度等因素而出现偏差 Especially the time-dependent drift rates call for frequent re-synchronization, as one-time synchronization is not sufficient However, stability over tens of minutes is often a reasonable assumption

7 一种基于多路数据融合的传感器网络路由协议

一种基于多路数据融合的传感器网络路由协议王娅摘要：本文提出了一种基于多路数据融合的传感器网络路由协议。

首先介绍了该协议运用的数据融合等相关技术，然后简述了该协议的实现的过程，最后运用仿真工具评估了该协议的性能指标。

仿真结果表明，由于该协议的使用，节省了一定的网络节点能量，延长了网络的生存周期。

关键字：传感器网络无线通信数据融合协议定位技术1.引言为了满足人们的通信要求，无线网络正越来越随深入我们的生活。

目前无线网络可分为两类：一类是有基础设施网，即需要有线连接的固定基站来直接对网络中每一节点进行组织协调，无线局域网和传统的蜂窝网都属于该类；另一类是无基础设施网，即无线Ad hoc网络。

根据网络中节点是否可移动，无线Ad hoc网络又可分为移动Ad hoc网络(Mobile Ad hoc Network,简称MANET)和无线传感器网络(Wireless Sensor Network,简称WSN)。

随着通信技术、嵌入式计算技术、信息处理技术和传感器技术的飞速发展和日益成熟，集数据采集、处理、传输、通信等一体的无线传感器网络引起了人们极大的重视。

和传统的网络相比，无线传感器网络具有以下特征：（1）节点分布极其稠密且数目很大。

（2）节点能量、存储空间及计算能力等资源非常有限，且能量资源等无法补充。

（3）传感节点在布置完毕后，除了少数节点需要移动以外，大部分节点都是静止的。

（4）节点的多跳通信。

（5）网络高度自适应的自治能力。

由于无线传感器网络的特殊性，传统网络的路由协议不能运用其中，因此我们要根据传感器网络的首要设计目标——能源的高效使用来设计它的路由协议。

本文提出的多路数据融合（Multipath data aggregation，MDA）协议是一种基于节点地理信息的分簇路由协议。

在该协议中，假设每个节点都能通过GPS定位系统获取自身的地理信息，并根据其信息分簇。

考虑到节点能量受限问题，簇头建立信息栈设置发送数据的下跳节点，并运用节点的数据融合技术。

UWSNs中基于压缩感知的移动数据收集方案

UWSNs中基于压缩感知的移动数据收集方案李鹏;王建新【摘要】由于水下无线传感器网络(UWSNs)工作环境的特殊性,降低节点能耗和保证数据收集的实时性是至关重要的问题.提出一种基于压缩感知(CS)的移动数据收集方案.以DEBUC协议和CS理论为基础,簇内节点依据设计的稀疏测量矩阵决定是否参与压缩采样,并将获得的测量值传输至簇头.通过AUV的移动来收集各个簇头上的数据到数据中心,该问题被建模为带有邻域的旅行商问题,并提出了近似算法进行求解.在数据中心处利用CS重构算法进行数据重构.仿真实验结果表明:相比于已有的水下移动数据收集算法,该方案在保证数据收集可靠性的同时,降低了数据收集延时,延长了网络寿命.【期刊名称】《传感器与微系统》【年(卷),期】2016(035)005【总页数】4页(P49-51,63)【关键词】水下无线传感器网络;压缩感知;移动数据收集;测量矩阵;能耗;延时【作者】李鹏;王建新【作者单位】中南大学信息科学与工程学院,湖南长沙 410083;中南大学信息科学与工程学院,湖南长沙 410083【正文语种】中文【中图分类】TP393水下无线传感器网络(underwater wireless sensor networks,UWSNs)是由具有声学通信与计算能力的传感器节点构成的水下监测网络系统[1]。

UWSNs成功应用的关键在于能否实现高效且精确地水下数据收集。

Hollinger G A等人[2]以最小化数据收集延时为目标，提出了确定性接入和随机接入两种多址协议用于水下数据收集。

然而，该协议的一个主要问题是存在多用户随机竞争所导致的数据包冲突，降低了水下数据收集的可靠性。

文献[3]提出一种自主式水下潜器(autonomous underwater vehicle,AUV)路径可控的数据收集( path controllable data collection,PCDC)方案。

然而，该方案没有考虑到水下地形或洋流变化对节点部署的影响，只适用于节点分布较为稀疏的小规模UWSNs。

新型随机多址接入无线传感器网络MAC控制协议与能量有效性分析

第３卷第２期１２１００年２月
通
信
学
报
、０－ＮＯ２，１３１．Ｆｂｕｒ００ｅｒａｖ２１
ＪｕｎａｏｍｍｕｉａｉｎｓｏｒｎＣｏ】ｎｃｔｏ
新型随机多址接入无线传感器网络ＭＡＣ控制协议与能量有效性分析
丁洪伟，赵东风，黄毛毛
（南大学通信工程系，云南昆明６０９）云５０１
摘
要：提出了一种新的随机多址接入无线传感器网络的ＭＡＣ控制协议，在发送分组的时间ｌａ中，采用Ｐ概＋
率检测与１坚持的联合控制策略，并对多通道的随机多址接入无线传感器网络进行了分析，理论分析了系统的吞一吐量和多通道中不同业务的吞吐量，以及信息分组的发送时延等参数，理论分析与仿真实验结果相一致。还结合无线传感器网络的能量有效性，通过对概率Ｐ值的选取，控制忙周期侦听信道的节点数和空闲期的休眠站点数，采用休眠技术实现了系统的节能效果。通过对２种无线传感器网络控制协议的能量有效性分析，证明了改进的控制协议其节点具有更长的生命周期，更适合作为无线传感器网络的ＭＡＣ控制协议。关键词：无线传感器网络；随机多址接入；Ｐ概率检测；ｌ坚持；能量有效性一中图分类号：Ｔ１．Ｎ９４５文献标识码：Ａ文章编号：１０ —３Ｘ（０００ —０１７００４６２１）２０５ — ０
Ａｂｔａｔｓｒｃ：Ａｏｅａｄｍｌ．ｃｅｓＭＡＣｒｔｃｌｆｒＷＳｕｉｇｔｅｍｕｔ－ｈｎｅｎｅｐｏａｉｔｅｅｔｎｎｖｌｒｎｏｍｕｔ．ｃｓｉａｐｏｏｏｏＮｓｎｈｌｉａｎｌａｄｔｒｂｂｌｙｄｔｃｉ．ｃｈｉｏ

支持线性拓扑的EPA网络研究

支持线性拓扑的EPA网络研究
姜秀柱;冯冬芹;徐钊;褚健
【期刊名称】《计算机应用》
【年(卷),期】2009(029)003
【摘要】EPA协议本身支持无冲突共享介质访问.在满足EPA规范的前提下,提出了三种支持一线式拓扑的无集中交换EPA网络结构形式,给出了实现线性拓扑的无集中交换EPA网络的技术措施,并分析了线性拓扑EPA网络的实时性能.
【总页数】3页(P643-645)
【作者】姜秀柱;冯冬芹;徐钊;褚健
【作者单位】中国矿业大学,计算机科学与技术学院,江苏,徐州,221008;浙江大学,信息科学与工程学院,杭州,310013;中国矿业大学,信息与电气工程学院,江苏,徐
州,221008;浙江大学,信息科学与工程学院,杭州,310013
【正文语种】中文
【中图分类】TP393.02
【相关文献】
1.多跳Ad Hoc网络中支持MIMO的分布式拓扑未知时分多址接入协议的研究与分析 [J], 张光辉;李建东;赵敏;陈艳羽;李长乐
2.无线传感器网络下线性支持向量机分布式协同训练方法研究 [J], 及歆荣;侯翠琴;侯义斌
3.一种支持VLAN的物理网络拓扑发现算法研究 [J], 李勤学;夏学知
4.街道网络线性剖分模型支持下的食品可达性研究 [J], 何亚坤;王璐;艾廷华
5.EPA网络拓扑发现算法的研究与实现 [J], 王浩;武贵路;黄术东;王平
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。