《綠色無線匯聚感測器網路的聚合拓撲與傳輸研究》是依託北京航空航天大學，由徐楨擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：綠色無線匯聚感測器網路的聚合拓撲與傳輸研究
- 依託單位：北京航空航天大學
- 項目負責人：徐楨
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
為了實現無線匯聚傳輸的綠色化，在本研究中，針對無線匯聚網路帶來的挑戰，將從網路結構、信息傳輸、和節點控制等三個方面著手研究，從網路級、鏈路級、節點級等三個層次，實現滿足數據傳輸需求下的能量效率、頻譜效率和電磁污染的聯合最佳化。數據匯聚型的感測器網路以數據收集為主要工作任務，節點周期性的採集並產生具有時空相關性的含有有用信息的原始數據，本課題將在網路層面上構建避免多層干擾的具有動態聚合標準的聚合拓撲並分析其網路性能，在節點層面上研究基於混合接入控制的多層次動態節點睡眠調度和接入方法，在鏈路層面上研究結合網路編碼和HARQ技術的協作傳輸方法，來降低傳輸功率，減少傳輸碰撞，提高信道利用率，綜合實現綠色無線匯聚感測器網路。
結題摘要
本課題主要面向無線匯聚感測器網路的套用，針對信息傳輸面臨的動態非對稱拓撲、數據的聚合需求、節點的能力受限和開放空間複雜干擾等帶來的動態拓撲、節點調度與接入、時變干擾與解脫，以及網路效能、傳輸質量需求間的技術挑戰和難題，基於網路資訊理論、控制理論、隨機矩陣等基礎理論和方法，圍繞動態匯聚拓撲結構、節點時變睡眠調度與接入控制、自適應協作編碼傳輸等３個科學問題，主要從網路層面、節點層面和鏈路層面三個方面出發，分別進行了無線感測器網路拓撲技術、數據匯聚傳輸網路的節點睡眠調度與接入控制方法，以及基於網路編碼的HARQ技術等方法的研究。 在網路層面上，提出了的具有時延意識的拓撲控制算法，通過將網路構建為2的n次冪的結構，使網路的整體傳輸時延僅與網路中的節點總數有關，且被以2為底的log函式限制在一個相對較小的範圍內。在節點層面上，分別針對TDMA和異步傳輸兩種機制，提出了兩種節能的睡眠調度算法，通過調整網路中父子節點之間、兄弟節點之間的喚醒時間關係，降低網路中簇頭節點的空閒偵聽時間，節省能耗；考慮網路中多種匯聚節點時可能存在網路拓撲關係，提出適用於無線匯聚網路編碼節點的選擇方法，隨著網路拓撲的動態變化而進行選擇合適的編碼節點，提高網路效率。在鏈路層面上，提出了將網路編碼和HARQ相結合用於無線網路的數據重傳的方法，將錯誤數據包兩兩進行網路編碼後傳送，以減少重傳次數。在接收端，將網路編碼包和首次傳輸數據包聯合進行疊代解碼；提出快速協作節點選擇的協作接入控制方法，通過協作節點分階段競爭，採用儘可能少的時隙來實現協作節點的有效選擇，來提高協作效率。 經仿真結果表明，通過上述研究方法，可以保證數據傳輸的實時性，降低網路能耗，使網路能耗均勻分布，延長網路壽命，提高網路吞吐量，減少重傳次數，從多方面實現了無線匯聚傳輸的綠色化。
