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无线传感器网络的跨层设计优化方法

作　者: 许倩倩
导　师: 杨克虎
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 跨层设计优化协作MIMO 无线传感器网络认知无线电网络
分类号: TP212.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 209次
引　用: 2次
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内容摘要

传感器节点能量受限是无线传感器网络设计的首要问题。本文分析了改善无线传感器网络能量有效性的可行方案——联合优化物理层,链路层,MAC层和路由层以及节点协作MIMO技术。首先,我们由点到点的单链路能量模型引出了无线传感器网络能量模型,分析了MIMO系统和节点协作MIMO系统的单链路能量数学模型;其次,我们分析了优化路由网络的端到端多跳传输方案,讨论了自适应链路速率系统的能量、时延和网络速率的优化问题;最后鉴于优化路由网络传输的复杂性,本文着重讨论了确定路由网络的自适应链路速率系统和固定链路速率系统的能量、时延和网络速率的性能,对比优化路由网络,在相同的传输时延和能量消耗限制下,网络的传输速率明显改善。为了充分利用授权用户未使用的无线频谱资源,本文第四章讨论了跨层设计和协作频谱感知相结合的认知无线电网络频谱感知优化。首先,本文介绍了本地频谱感知和协作频谱感知的性能;其次,在授权用户保护和感知用户保护模式[41]下,联合物理层和MAC层建立了一种新的感知用户容量优化模型;最后讨论了两种模式下,信噪比,检测时间,总传输时隙和协作用户数对本地和协作频谱感知的感知用户容量的影响,并且对比了两种模式下,感知用户干扰容量同有效容量的比值。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章绪论  7-13
  1.1 无线传感器网络  7-8
  1.2 认知无线电网络  8-9
  1.3 跨层设计  9-11
  1.4 节点协作MIMO  11-12
  1.5 论文的内容和安排  12-13
第二章无线传感器网络能量模型  13-23
  2.1 单链路传感器节点能量模型  13-21
    2.1.1 MIMO系统的单链路能量模型  15-19
    2.1.2 协作MIMO系统的单链路能量模型  19-21
  2.2 无线传感器网络能量模型  21-22
  2.3 小结  22-23
第三章基于跨层设计的无线传感器网络的能量、时延和速率优化  23-43
  3.1 协作MIMO系统节点数目分析  23-25
  3.2 优化路由网络能量和时延优化  25-28
    3.2.1 自适应链路速率系统的能量和时延优化  26-27
    3.2.2 自适应链路速率系统的能量—延迟性能  27-28
  3.3 优化路由网络的速率优化  28-33
    3.3.1 网络传输速率优化  28-31
    3.3.2 能量—速率性能  31-32
    3.3.3 时延—速率性能  32-33
  3.4 确定路由网络能量、时延和速率优化  33-41
    3.4.1 自适应链路速率系统的能量和时延优化  34-35
    3.4.2 固定链路速率系统的能量和时延优化  35
    3.4.3 固定链路速率系统的能量—延迟性能  35-37
    3.4.4 自适应链路速率系统的能量—延迟性能  37-38
    3.4.5 网络传输速率优化  38-40
    3.4.6 能量—速率性能  40
    3.4.7 时延—速率性能  40-41
  3.5 小结  41-43
第四章基于跨层设计的认知无线电网络频谱感知优化  43-53
  4.1 频谱感知技术  43
  4.2 本地和协作频谱感知  43-47
    4.2.1 本地频谱感知  43-44
    4.2.2 协作频谱感知  44-46
    4.2.3 认知无线电传输模式  46-47
  4.3 本地和协作频谱感知优化  47-52
    4.3.1 问题描述  47-48
    4.3.2 本地频谱感知的优化  48-50
    4.3.3 协作频谱感知的优化  50-51
    4.3.4 有效容量和干扰容量对比分析  51-52
  4.4 小结  52-53
结束语  53-55
致谢  55-57
参考文献  57-61
附录A  61-62

无线传感器网络的跨层设计优化方法

内容摘要

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