《基於MIMO和干擾消除的無線多跳網路組通信算法研究》是依託中國人民解放軍國防科技大學，由焦賢龍擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於MIMO和干擾消除的無線多跳網路組通信算法研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：焦賢龍
- 依託單位：中國人民解放軍國防科技大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
無線多跳網路是多學科交叉的熱點研究方向之一，近年來在許多領域得到了迅猛發展，同時也面臨很多技術難題，其中最主要的技術難題之一是如何降低無線多跳網路的組通信延遲。本項目從理論分析和實驗驗證兩個角度，研究如何利用MIMO和干擾消除兩種技術來降低無線多跳網路的組通信延遲。首先分析影響組通信延遲的主要因素，探索如何通過MIMO技術來增加空間復用度，並結合MAC層協定設計信道分配策略以提高信道利用率和傳輸成功率，進而大幅降低組通信算法的理論延遲和實際所需延遲；其次，針對信號干擾問題，分析產生信號干擾的根本原因，研究如何採用干擾對零和干擾對齊兩種技術來實現無線多跳網路中的干擾消除，提出能最大程度發揮干擾消除效果的組通信樹構造方法和鏈路調度策略，以期顯著降低組通信延遲；最後理論分析組通信算法的近似比和時間複雜度，並通過仿真實驗驗證所提算法在不同網路規模、拓撲結構和天線數目等套用層參數下的正確性和有效性。
結題摘要
無線多跳網路可通過協作方式實時監測、感知和採集網路分布區域內的各種環境或者監測對象數據，並對這些數據進行融合處理，以獲取準確詳盡的特定數據，傳輸給需要這些數據的用戶。組通信是實現無線多跳網路數據傳輸的重要方式，然而現有傳統的組通信算法往往忽略了網路節點的節能需求以及多信道通信技術的時空復用特性，在實際套用中存在許多局限性。本項目基於無線多跳網路的套用特點，深入研究影響組通信性能的主要因素，探索MIMO和干擾消除技術的套用方法，突破信道分配策略、組通信樹構造方法、鏈路調度策略等關鍵技術，最終形成了以下五個方面的研究成果。 （1）針對單信道通信的不足之處，提出了基於活躍衝突圖和多信道分配著色的廣播算法EBA，理論分析了所提算法的近似比和時間複雜度，並通過仿真實驗驗證了所提算法的性能；（2）在充分考慮網路節點數據多樣性的基礎上，提出了基於連通支配集交叉傳輸的數據收集算法NDG，理論分析證明了該算法具有較好的性能界限；（3）針對現有數據聚合算法存在的不足，設計了一種基於活躍衝突圖和信道分配著色的數據聚合算法NDAS-UAO，理論分析證明了該算法具有較低的理論最高延遲，仿真實驗結果表明，該算法能夠顯著降低數據聚合延遲；（4）設計了一種基於連通支配集的分散式數據傳輸算法DMPID，套用於無線多跳網路，以提高數據傳輸的成功率，仿真實驗結果表明，該算法在不同分散式網路環境下的性能都要明顯地優於現有算法；（5）提出了基於組播組衝突圖和規模約束最大獨立集的組播算法SBM，理論分析和仿真實驗結果表明，所提組播算法在稠密無線多跳網路中的性能要優於現有算法。 在本項目的支持下，課題組獲得了預期的研究成果，在國內外重要的學術期刊和會議上共發表了11篇論文，其中在SCI檢索國際期刊發表3篇，EI檢索期刊和會議發表4篇，協助培養博士研究生2名，碩士研究生2名。本項目的研究成果，能夠為無線多跳網路在實際套用中提升數據分發和收集服務質量提供理論依據和技術支撐。
