无线传感网络中实现效用公平的流控制研究

来源 :浙江理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:sscar126
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
无线传感器网络所具有的低成本、动态性强、自组织和容错性强等特点,使其具有广阔的应用前景和发展空间。近年来,对无线传感器网络技术的研究取得了飞速的发展,但是传感器节点所具有的计算、存储和通信能力等都十分有限,因此,如何设计有效的协议及算法,利用有限的资源来高效地完成诸多任务成为无线传感器网络设计所面临的一大挑战。在充分分析无线传感器网络资源分配与流控制领域国内外研究现状和实际应用的基础上,鉴于无线传感器网络资源的有限性、网络业务的多元性,以及传统次梯度算法存在着收敛速度慢、通信负荷大等缺陷,本文主要做了以下的研究内容和创新工作:(1)本文先后提出了无线传感器网络/充电式无线传感器网络在节点接收容量和能量联合受限下的效用公平流控制问题。与传统的流控制问题模型相比,本文所提流控制问题模型的优势主要体现在:①本文采用了节点接收容量模型,克服了链路容量受邻域内干扰链路的影响,更加接近实际网络场景。②与传统的速率公平流控制机制相比,本文采用的效用公平流控制模型能够支持异构通信,适合弹性与非弹性业务共存的网络场景。③对于效用公平流控制问题,本文提出了基于事件触发的分布式求解算法,能够降低网络的通信开销,便于在大规模网络场景下实施。(2)针对目前的研究主要存在着:①采用的流控制机制,只适用于弹性通信,即效用函数是严格凹函数的业务;②采用传统的对偶分解和次梯度算法,不可避免地出现了收敛速度慢、步长不易调节、通信负荷大等缺陷,严重制约了算法在实际网络实施中的性能等两方面的不足,本文首先研究了无线传感器网络面向混合通信业务的流控制问题,在同时考虑接收容量和网络生命周期的联合约束下,采用事件触发算法对流控制问题进行了高效的分布式求解,为弹性和非弹性业务有效分配了网络资源;大幅度降低了无线传感器网络节点间的通信量、减少了网络的通信开销;便于在大规模网络场景下实施。(3)扩展到充电式无线传感网络的场景,对配有有限电池容量的充电式无线传感网络,本文研究了充电式无线传感网络在节点接收容量与能量的联合约束下能够实现效用公平的事件触发式流控制问题。基于最优能量管理策略、首先利用自适应能量分配机制确定了对传感器节点能量的有效分配,以解除节点能量分配与流速率之间的耦合,进而将原问题转化成一系列在不同时隙上独立的流控制子问题。在自适应能量分配机制下,传感节点在不同时隙所获得的分配能量是动态变化的,导致不同时隙传感节点的接收容量与获得的分配能量对流控制问题约束的松紧程度不同,为加快算法的收敛速度、降低网络的通信量,本文利用事件触发算法并采用启发但有效的参数设置方法(惩罚系数随能量分配的变化而动态的调整),对各个流控制子问题进行了高效的分布式求解。
其他文献
移动Ad Hoc网络(MANET)是在没有任何基础设施的情况下能够彼此通信的无线节点的集合。在Ad Hoc这种网络架构中,各网络节点具有无需基础设施支持、高动态性、无线通信以及多跳
射频识别(Radio Frequency Identification, RFID)技术是一种利用无线射频通信实现的非接触式自动识别技术。该技术具有准确率高、识别速度快、抗干扰能力强、使用寿命长、可
随着科学技术的飞速发展,广播电视领域发生了深刻变革,数字电视已经给人民群众带来丰富的多媒体视听享受。虽然移动数字电视已被运用于不同的领域,但现有的地面数字电视覆盖方式
本文综合使用了介质振荡器(DRO)、直接数字频率合成技术(DDS)、锁相环(PLL)、倍频和混频等技术设计并制作了线性调频源。本文设计的线性调频源有三个显著特点:高线性度、高频
低密度奇偶校验(LDPC)码是最逼近香农限的信道编码之一,近年来成为很多研究的重点和热点。与其他信道编相比,LDPC码具有很多优点,比如:LDPC码校验矩阵的稀疏性导致其编码复杂
本文研究了基于门限处理的信道估计算法,从理论和实验上对信道估计算法中的去噪、克服多普勒效应的方法进行了研究和分析。首先阐述了信道估计算法的发展历程和研究现状;接着对
随着无线设备和应用的日剧增加,移动Ad Hoc网络受到了越来越多的关注。作为一种分布式,多跳,自组织的无线网络,Ad Hoc网络在军事战场,灾难救助,个人通信和传感器网络等领域发
随着无线通信技术的飞速发展,传统的正交多址接入已经不能满足海量用户接入的需求。非正交多址接入技术作为第五代移动通信的备选多址方案,由于可以在相同的时频资源上复用更
电力线通信的概念由来已久,随着智能电网概念的不断发展和演进,电力线通信技术迎来了新的机遇和挑战。传统的窄带电力线通信技术提供非常有限的数据传输能力,已经无法满足现
未来的无线通信的目标是提供更高的传输速率,更大的系统容量,满足万物互联的通信需求。在传统的低频段频谱上实现这一目标并不现实,通信必须向高频段的毫米波扩展。毫米波的