分数阶功控时的AdHoc网络传输容量

分数阶功控时的AdHoc网络传输容量
分数阶功控时的AdHoc网络传输容量

2012年第07期,第45卷 通 信 技 术 Vol.45,No.07,2012 总第247期 Communications Technology No.247,Totally

分数阶功控时的Ad Hoc网络传输容量

何祥贤①, 陈昌海②

(①长讯通信服务有限公司, 广州 510507; ②北京邮电大学 泛网无线通信教育部重点实验室,北京100876)

【摘 要】Ad Hoc网络是干扰受限系统,为了获得较高的网络传输容量,需要引入合适的功率控制策略,降低网络中的干扰。分数阶功率控制是一种新型的功率控制策略,是对信道反转功率控制的改进。这里推导分数阶功率控制时的中断概率和传输容量的n阶近似表达式,研究了n阶近似表达式的准确度,讨论了分数阶功率控制相对于信道反转功率控制对网络性能的改进。通过研究表明,适当的选择合适的分数阶功率控制系数可以使得中断概率最小,传输容量最大。

【关键词】分数阶功率控制;信道反转;中断概率;传输容量

【中图分类号】TN929.53 【文献标识码】A 【文章编号】1002-0802(2012)07-0041-04

Transmission Capacity of Wireless Ad Hoc Networks with

Fractional Power Control

HE Xiang-xian①, CHEN Chang-hai②

(①Changxun Communications Services Co., Ltd, Guangzhou Guangdong 510507, China;

②Key Laboratory of Universal Wireless Communications, Ministry of Education,

Beijing University of Posts and Telecommunications, Beijing 100876, China)

【Abstract】An Ad Hoc network is an interference-limited system. To get high transmission capacity, proper power control strategy is required. Fractional power control is a new power control strategy, and also an improvement of channel inversion power control. In this paper the n-th order approximate expressions of outage probability and transmission capacity is derived, the accuracy of the n-th order approximate expressions studied, and the improvement of fractional power control discussed. Study and research indicate that the minimum outage probability and the maximum transmission capacity could be achieved by selecting the right value of fractional power control factor.

【Key words】fractional power control; channel inversion; outage probability; transmission capacity

0 引言

由于无线Ad-Hoc网络具有与传统无线网络不同的组网方式和工作方式,人们不能用传统的仙农信息理论[1]来研究无线Ad-Hoc网络的容量,在很长的时间内,人们甚至无法给出它的具体定义[2]。传输容量[3](Transmission capacity)是近年来广泛为学者们所认可的一种用来衡量无线Ad-Hoc网络容量的定义。由于无线Ad-Hoc网络是干扰受限系统,其网络容量主要由网络中的干扰信号强度决定,所以结合不同的功率控制策略来研究无线Ad-Hoc网络的传输容量成为目前的主流研究思路,而最常用的就是信道反转[4](CI)功率控制策略。使用CI时,网络中的任意发送机(TX,Transmitter)会根据信道状况而动态的选择发送功率以确保其目标接收机(RX,Receiver)处的接收功率为固定值。

分数阶功率控制 (FPC,Fractional power control)是对CI的改进功率控制策略,通过选择合适的参数

收稿日期:2012-03-07。

作者简介:何祥贤(1986-),男,助理工程师,主要研

究方向为传输网络容量、无线通信网络优化;

陈昌海(1980-),男,工学博士,主要研究

方向为Ad Hoc网络容量、无线通信网络编码

和多天线。

41

42 能够使得网络的传输容量更大。

1 网络模型及参数定义

在本文中,参考文献[5]中的经典网络模型来策略建立系统模型。在一个网络规模没有限制的无线ad hoc 网络中,同一时刻相同通信频率的发送机(TX )的位置在二维平面上服从TX 密度为λ的PPP (Π)分布,也就是说,在一个半径为R 的圆形区域内出现k 个TXs 的概率是:

()()

2

2ππP in e !

k

R R k R k λλ?=

。 (1)

在网络中每一个TX 都有唯一一个目标接收机

(RX )(不属于Π)

与之相对应,在这里用编号i 来表示由TX i 和RX i 组成的通信对。按照文献[6]的做法,在二维坐标的原点处放置一个象征性的RX ,这个位于原点的RX 和与它相对应的TX 的编号记为0(0?Π)。因为PPP 具有平稳性[7-8],所以对于RX 0处中断概率的统计特性的研究结果[9-10]与网络中任意RX i 处都是一样的。除了RX 0所对应的TX 0发送的信号外,所有在RX 0处接收到的信号都被认为是干扰信号。关注的是干扰受限情况下网络的传输容量,多数情况下可以认为此时网络的信噪比是一个很大的值,本文中环境噪声的影响将被忽略。

定义CI 时的目标RX 处的固定接收功率为r P ,TX i 和RX j 之间的功率衰落系数记为ij H ,TX i 距离原点的距离记为i X ,TX i 与RX i 之间的距离为i R ,路径衰减系数记为α(2α>)。使用CI 时,TX i 的

发送功率为1r il i P H R α

?;FPC 是对CI 的改进,使用FPC 时,TX i 的发送功率为u r ij

i P H R α

?(01u ≤≤)。由此可知,当系数1u =时,FPC 就是CI ,也就是说,

CI 是FPC 的一种特殊情况。此时,在RX 0处接收

到的总的干扰信号功率为0u r ij

i i i i P H R H X α

α??∈Π∑。如果RX 0处的接收信干比(SIR ,Signal-to-Interference

Ratio )低于门限值β则会引起传输的中断,此时中断概率可以表示为:

()()1Q()Pr SIR Pr ISR λββ?=<=>, (2) 其中:

0000000ISR u i i r i i i i

u r H R H X P H R H R P αα

α

α

??∈Π??Σ== 1000u u i ii i i i H H H R X αα?+??∈ΠΣ。 (3)

ISR 是RX 0处的干信比(ISR ,Interference-to-

Signal Ratio ),也可以称为归一化噪声。

无线Ad Hoc 网络的传输容量无法用传统的方式去定义,目前广泛为研究者们所认可的定义为:

网络中通信最大中断概率时单位面积上成功传输的通信数量。当网络的最大中断概率为ε时,通过对()Q λε=求解λ可以得到对应于ε的TX 最大密度

ελ,此时网络中通信的成功概率为1ε?,则传输容量可以表示为TX 最大密度ελ和成功传输概率1ε

?的乘积,即:

()()()C 1,0,1εελεε=?∈。 (4)

2 传输容量表达式的推导

功率控制策略为FPC 时,使用与文献[6]类似的证明方法,可以得到ISR 的特征函数为:

()()(1)

2

πE E()E (1)()()E e u u

H R H H jw w γ

γγγλγ?+??Γ????

Ψ=????

, (5)

其中2γα=。因为对随机变量的特征函数进行傅

里叶变换可以得到该随机变量的PDF ,因此,对公式(5)进行傅里叶变化,RX 0处ISR 的概率密度函数可以表示为:

j ISR 1f ()e d 2π()x c

w w x w ∞??∞

Φ==∫

j 01Re e d π()x c w w w ∞???Φ?

???∫。 (6)

对公式(5)进行泰勒公式展开并代入公式(6),公

式(6)变为:

ISR 11

1sin(π(1))()

f ()(,)π(1)!k k k k x L k k x γγγλγ∞

?+=?Γ=?∑, (7) 其中:

(1)L()E[]u k k H γ?+=?

()()()2

πE E E (1)k u R H H γ

γλγ???Γ??

?。 (8)

然后对公式(7)进行积分,RX 0处ISR 的累积分

布函数可以表示为:

ISR 1sin[π(1)]()

F ()1(,)π!k k k k x L k k x γγγλ∞

=?Γ=?∑

。 (9) 公式(9)可以用来计算网络的通信中断概率,从

而进一步推导得到无线Ad Hoc 网络传输容量的表达式。但是公式(9)是无穷多项之和,事实上很难去计算。只保留公式(9)中的n 阶低次项,RX 0处ISR 的累积分布函数的n 阶近似表达式可以表示为:

ISR,n 1sin[π(1)]()

F ()1(,)π!k k n

k k x L k k x γγγλ=?Γ=?∑

。 (10) 使用公式(10)作为近似表达式,必然会引入一定

的误差,但是如果适当的选择某些网络参数,这种误差可以尽量的减小,有时甚至可以忽略。

中断概率的定义公式(2)可以重写为:

1ISR Q()1F ()λβ?=?。 (11) 把公式(10)代入式(11)可以得到中断概率的n 阶近似表达式为:

43

1

sin[π(1)]()Q ()()π!k n

n k k k k k γ

γγβλ=?Γ=∑。 (12)

令Q ()n λε=,则ελ的n 阶近似表达式可以得到

为:

1

Q ()n n ελε?=, (13) 把公式(13)代入式(4),传输容量的n 阶近似表达 式为:

1

C ()(1)Q ()n n εεε?=?。

3 性能仿真与分析

本节对FPC 时的中断概率和传输容量的n 阶近似表达式的性能进行分析。如果没有额外的说明,仿真参数的设置如下:SIR 的门限2β=;路径衰减系数 4.1α=;期望值()2

E 100R

=;功率衰减因子服

从均值为1的指数分布。

图1是中断概率相对于TX 密度λ的曲线图,此时FPC 系数u =0.5。如图所示,中断概率的1阶近似值与仿真值的误差最大;中断概率的8阶近似值与仿真值的误差最小;中断概率的2阶近似值与仿真值的误差介于前两者之间;近似值与仿真值的误差随着TX 密度λ的增加而增大。从图中可知,中断概率的n 阶近似表达式与仿真值的误差随着阶数n 的增大而减小;当TX 密度λ的较小时,近似值与仿真值的误差很小。

图2是中断概率相对于FPC 系数u 的曲线图,此时0.0004λ=。如图所示,中断概率的1阶近似值与仿真值的误差较大,而中断概率的2阶近似值与仿真值的误差较小;随着FPC 系数u 的增大,中断概率的近似值与仿真值的误差不断变小。有图可知,FPC 系数u 对中断概率n 阶近似值的误差有较大影响,总体上可以看作随着FPC 系数u 的增大而减小。

图3是中断概率相对于FPC 系数u 的曲线图。如图所示,路径衰减系数3α=时的中断概率最大,

路径衰减系数4α=时的中断概率次之,

路径衰减系数5α=时的中断概率最小;随着FPC 系数u 的增大,中断概率先是不断减小,然后不断增大。从图中的分析可知,对于同一个路径衰减系数而言,存在某一个FPC 系数u 使得中断概率最小。

图4是传输容量相对于FPC 系数u 的曲线图(中

断概率的方差值都是在104

的数量级)。如图所示,

路径衰减系数3α=时的传输容量最小,

路径衰减系数4α=时的中断概率稍大,路径衰减系数5α=时的中断概率最大;随着FPC 系数u 的增大,传输容量先是不断增大,然后不断减小。从图中的分析可知,对于同一个路径衰减系数而言,存在某一个FPC 系数u 使得传输容量最大。

1.5x 10

-3

TX 密度 λ中断概率

图1 中断概率相对于TX 密度λ的曲线

0.40.50.6

FPC 系数 u 中断概率

图2 中断概率相对于FPC 系数u 的曲线

0.40.50.6

FPC 系数 u 中断概率

0.40.50.6

FPC 系数 u 传输容量

图4 传输容量相对于FPC 系数u 的曲线

FPC 系数

u

FPC 系数u

FPC 系数u

FPC 系数

u 中断概率

中断概率 中断概率 中断概率

无线传感器网络试题库附答案

无线传感器网络试题库附答案 《无线传感器网络》 一、填空题(每题4分,共计60分) 1.传感器网络的三个基本要素:传感器、感知对象、用户(观察者) 2.传感器网络的基本功能:协作式的感知、数据采集、数据处理、发布感知信息3、 3.无线传感器节点的基本功能:采集数据、数据处理、控制、通信 4.无线通信物理层的主要技术包括:介质选择、频段选取、调制技术、扩频技术 5.扩频技术按照工作方式的不同,可以分为以下四种:直接序列扩频、跳频、跳时、宽带 线性调频扩频 6.定向扩散路由机制可以分为三个阶段:兴趣扩展阶段、梯度建立阶段、路径加强阶段 7.无线传感器网络特点:大规模网络、自组织网络、可靠的网络、以数据为中心的网络、 应用相关的网络 8.无线传感器网络的关键技术主要包括:网络拓扑控制、网络协议、时间同步、定位技术、 数据融合及管理、网络安全、应用层技术

9.IEEE标准主要包括:物理层。介质访问控制层 10.简述无线传感器网络后台管理软件结构与组成:后台管理软件通常由数据库、数据处理 引擎、图形用户界面和后台组件四个部分组成。 11.数据融合的内容主要包括:多传感器的目标探测、数据关联、跟踪与识别、情况评估和 预测 12.无线传感器网络可以选择的频段有:_800MHz___915M__、、___5GHz 13.传感器网络的电源节能方法:_休眠(技术)机制、__数据融合 14.传感器网络的安全问题:(1)机密性问题。(2)点到点的消息认证问题。(3)完整 性鉴别问题。 15.规定三种帧间间隔:短帧间间隔SIFS,长度为28s a)、点协调功能帧间间隔PIFS长度是SIFS加一个时隙(slot)长度,即78s b)分布协调功能帧间间隔DIFS,DIFS长度=PIFS+1个时隙长度,DIFS的长度为128 s 16.任意相邻区域使用无频率交叉的频道是,如:1、6、11频道。 17.网络的基本元素SSID标示了一个无线服务,这个服务的内容

基于移动AdHoc网络的OLSR路由改进协议

第27卷 第5期 武汉理工大学学报?信息与管理工程版 Vol .27No .52005年10月 JOURNAL OFWUT (I N FORMATI O N &MANAGE MENT ENGI N EER I N G ) Oct .2005文章编号:1007-144X (2005)05-0116-04 收稿日期:2005-05-15. 作者简介:孟芳兵(1977-),男,陕西宝鸡人,武汉理工大学信息工程学院硕士研究生.基金项目:教育部重点科技攻关资助项目(03120). 基于移动Ad Hoc 网络的OL SR 路由改进协议 孟芳兵 (武汉理工大学信息工程学院,湖北武汉430070) 摘 要:提出了一种改进的OLSR 路由协议,改进后的协议能根据本地网络拓扑结构自适应改变HE LLO 消息和TC 消息的发送频率。仿真结果表明,改进后的协议在网络吞吐量和数据传送成功率等性能上有明显提高。 关键词:移动Ad Hoc 网络;路由协议;OLSR;自适应改进中图法分类号:TP393 文献标识码:A 1 引 言 移动Ad Hoc 网络的概念出现于 20世纪70年代,近年来由于便携式设备在移动性、储存能力和无线通信能力等方面的迅速发展,使得不需要固定基站支持的Ad Hoc 网络得到了广泛应用。Ad Hoc 网可以在不能利用或不便利用现有网络 基础设施的情况下提供一种通信支撑环境,因此对于军用网有着特殊意义。另外它可用于偏远地区的援救系统,或者是需要快速扩展覆盖范围的网络,如大型建筑工地。在大型会议中与会者也可利用笔记本电脑或掌上电脑在Ad Hoc 网络环境下互相传递信息。 图1描述了一个简单的移动Ad Hoc 自治网络。 图1 移动Ad Hoc 网络示意图 可见,移动Ad Hoc 网络是一种无基站支持的多跳无线网络,具有高度动态变化的拓扑结构并且网络中各节点可任意移动,各移动终端利用无线技术传送数据包。由于无线传输覆盖范围的限制,网络中任意2个节点间可能不存在直接的通 信链路,因此分组需要网络中间节点的中转才能实现通信,这使网络中各节点具有别于常规网络的重要特点,即在Ad Hoc 网中,每个用户终端(每个节点)兼备路由器和主机2种功能。因此对路由的研究在移动Ad Hoc 网络中显得尤为重要。 2 OL SR 路由协议 OLSR 路由协议 [1] 是由I ETF MANET (Mobile Ad Hoc Net w ork )工作组提出的一种表驱动式的 链路状态路由协议 [2] ,节点之间需要周期性地交 换各种控制信息,通过分布式计算来更新和建立自己的网络拓扑图,被邻节点选为多点中继站MPR (Multi point Relay )的节点需要周期性地向网络广播控制信息。控制信息中包含了把它选为MPR 的那些节点的信息(称为MPR Select or ),只有MPR 节点被用作路由选择节点,非MPR 节点不参与路由计算。OLSR 还利用MPR 节点有效地广播控制信息,非MPR 节点不需要转发控制信息。 OLSR 主要采用HE LLO 分组和T C 分组方式 控制分组。HELLO 用于建立1个节点的邻居表,其中包括邻居节点的地址以及本节点到邻居节点的延迟或开销,OLSR 采用周期性地广播HE LLO 分组来侦听邻居节点的状态,同时HELLO 分组用于计算该节点的MPR,HELLO 分组只在邻居节点范围内广播,不能被转发;与HELLO 分组方式相反,T C 分组必须被广播到全网,在TC 分组中包

无线网络技术试题集

无线网络技术试题集 一、单选题 1. 在设计点对点(Ad Hoc) 模式的小型无线局域时,应选用的无线局域网设备是( )。 A.无线网卡B.无线接入点C.无线网桥D.无线路由器2.在设计一个要求具有NAT功能的小型无线局域网时,应选用的无线局域网设备是( )。 A.无线网卡B.无线接入点C.无线网桥D.无线路由器3.以下关于无线局域网硬件设备特征的描述中,( )是错误的。 A.无线网卡是无线局域网中最基本的硬件 B.无线接入点AP的基本功能是集合无线或者有线终端,其作用类似于有线局域网中的集线器和交换机 C.无线接入点可以增加更多功能,不需要无线网桥、无线路由器和无线网关 D.无线路由器和无线网关是具有路由功能的AP,一般情况下它具有NAT功能 4.以下设备中,( )主要用于连接几个不同的网段,实现较远距离的无线数据通信。 A.无线网卡B.无线网桥C.无线路由器D.无线网关 5.无线局域网采用直序扩频接入技术,使用户可以在( )GHz的ISM频段上进行无线Internet连接。 A.2.0 B.2.4C.2.5 D.5.0 6.一个基本服务集BSS中可以有( )个接入点AP。 A.0或1 B.1C.2 D.任意多个 7.一个扩展服务集ESS中不包含( )。 A.若干个无线网卡B.若干个AP C.若干个BSS D.若干个路由器8.WLAN常用的传输介质为( )。 A.广播无线电波B.红外线C.地面微波D.激光 9.以下不属于无线网络面临的问题的是( ) 。 A.无线信号传输易受干扰B.无线网络产品标准不统一 C.无线网络的市场占有率低D.无线信号的安全性问题 10.无线局域网相对于有线网络的主要优点是( )。 A.可移动性B.传输速度快C.安全性高D.抗干扰性强11.以下哪个网络与其他不属于相同的网络分类标准?( ) A.无线Mesh网B.无线传感器网络C.无线穿戴网D.无线局域网12.当要传播的信号频率在30MHz以上时,通信必须用( )方式。 A.地波B.天波C.直线D.水波13.WLAN的通信标准主要采用( )标准。 A.IEEE802.2 B.IEEE802.3 C.IEEE802.11D.IEEE802.16 14.一个学生在自习室使用无线连接到他的试验合作者的笔记本电脑,他使用的是( )模式。 A.Ad-Hoc B.基础结构C.固定基站D.漫游15.WLAN上的两个设备之间使用的标识码叫( )。 A.BSS B.ESS C.SSID D.NID

无线传感器网络知识点归纳

一、无线传感器网络的概述 1、无线传感器网络定义,无线传感器网络三要素,无线传感器网络的任务,无线传感器网 络的体系结构示意图,组成部分(P1-2) 定义:无线传感器网络(wireless sensor network, WSN)是由部署在监测区域内大量的成本很低、微型传感器节点组成,通过无线通信方式形成的一种多跳自组织的网络系统,其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖范围内感知对象的信息,并发送给观察者或者用户 另一种定义:无线传感器网络(WSN)是大量的静止或移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络,目的是协作地采集、处理和传输网络覆盖地域内感知对象的监测信息,并报告给用户 三要素:传感器,感知对象和观察者 任务:利用传感器节点来监测节点周围的环境,收集相关的数据,然后通过无线收发装置采用多跳路由的方式将数据发送给汇聚节点,再通过汇聚节点将数据传送到用户端,从而达到对目标区域的监测 体系结构示意图: 组成部分:传感器节点、汇聚节点、网关节点和基站 2、无线传感器网络的特点(P2-4) (1)大规模性且具有自适应性 (2)无中心和自组织 (3)网络动态性强 (4)以数据为中心的网络 (5)应用相关性 3、无线传感器网络节点的硬件组成结构(P4-6) 无线传感器节点的硬件部分一般由传感器模块、处理器模块、无线通信模块和能量供应模块4部分组成。

4、常见的无线传感器节点产品,几种Crossbow公司的Mica系列节点(Mica2、 Telosb) 的硬件组成(P6) 5、无线传感器网络的协议栈体系结构(P7) 1.各层协议的功能 应用层:主要任务是获取数据并进行初步处理,包括一系列基于监测任务的应用层软件 传输层:负责数据流的传输控制 网络层:主要负责路由生成与路由选择 数据链路层:负责数据成帧,帧检测,媒体访问和差错控制 物理层:实现信道的选择、无线信号的监测、信号的发送与接收等功能 2.管理平台的功能 (1)能量管理平台管理传感器节点如何使用能源。 (2)移动管理平台检测并注册传感器节点的移动,维护到汇聚节点的路由,使得传感器节点能够动态跟踪邻居的位置。 (3)任务管理平台在一个给定的区域内平衡和调度监测任务。 6、无线传感器网络的应用领域(P8-9) (1)军事应用 (2)智能农业和环境监测 (3)医疗健康 (4)紧急和临时场合 (5)家庭应用 (6)空间探索

无线网络技术调研报告

无线网络技术调研报告

目录 1概况 (1) 1.1技术调研背景 (1) 1.2主要研究机构 (1) 2技术现状及发展趋势 (2) 2.1无线网络技术主要方法 (2) 2.2国无线网络技术发展现状 (6) 2.2.1国无线网络技术发展现状 (6) 2.2.2国无线网络技术发展趋势..................................... 错误!未定义书签。 2.3 国外现状和发展趋势 (4) 3无线网络技术的应用 (5) 4结论与建议 (5)

1概况 1.1技术调研背景 本次调研主要着重于现状及发展趋势的分析,对公司的定位起到一个指导作用。 无线网络(wireless network)是采用无线通信技术实现的网络。无线网络既包括允许用户建立远距离无线连接的全球语音和数据网络,也包括为近距离无线连接进行优化的红外线技术及射频技术,与有线网络的用途十分类似,最大的不同在于传输媒介的不同,利用无线电技术取代网线,可以和有线网络互为备份。 无线局域网主要设备有:无线接入点和无线网卡。无线接入点有AP、无线路由器、无线连接器等;无线网卡分台式机的PCI接口、USB接口以及笔记本专用的接口等。 随着网络的飞速发展,人们呼吁快速便捷的网络的呼声也越来越来强烈,无

线网络必定是未来世界的网络主要发展方向。而3G时代无线应用的日渐丰富,以及无线终端设备的层出不穷,对于无线网络,尤其是基于802.11技术标准的Wi-Fi无线网络,802.11n产品技术应用逐渐成为市场主流应用。 试想一下,在有线网络时代,用户的活动围受限于网线,无论到哪里必须要拖着长长的缆线,为寻找宽带接口而苦恼。为此,无线网络应运而生。和有线网络相比,虽然无线网络的带宽较小;相对目前的有限网络有较多的等待延迟;稳定性较差;无线接入设备的CPU、存以及显示屏幕等资源有限等缺陷。但无线网络可适应复杂的搭建环境,搭建简单,经济性价比强,并且最大的优点是可以让人们摆脱网线的束缚,更便捷,更加自由的沟通。 1.2主要研究机构 2015年无线路由器品牌排行前十位是:TP-LINK、华为、极路由、NETGEAR、D-Link、Tenda腾达、华硕、360、联想、思科。 2015年无线网卡品牌排行前十位是:TP-LINK、磊科、NETGEAR、迅捷网络、水星、B-Link、D-Link、Tenda腾达、TOTOLINK、华为。 2015年无线交换机品牌排行前十位是:华为、H3C、思科、锐捷网络、TP-LINK、D-Link、NETGEAR、中兴、磊科、Tenda腾达。 2技术现状及发展趋势 2.1无线网络技术主要方法 作为目前市场主流的WiFi无线网络技术,802.11n标准采用多入多出(MIMO)与正交频分复用(OFDM)技术,使得网络传输速率得到了极大提升。相比

无线传感器网络课后习题答案

1-2.什么是无线传感器网络? 无线传感器网络是大量的静止或移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络。目的是协作地探测、处理和传输网络覆盖区域内感知对象的监测信息,并报告给用户。 1-4.图示说明无线传感器网络的系统架构。 1-5.传感器网络的终端探测结点由哪些部分组成?这些组成模块的功能分别是什么? (1)传感模块(传感器、数模转换)、计算模块、通信模块、存储模块电源模块和嵌入式软件系统 (2)传感模块负责探测目标的物理特征和现象,计算模块负责处理数据和系统管理,存储模块负责存放程序和数据,通信模块负责网络管理信息和探测数据两种信息的发送和接收。另外,电源模块负责结点供电,结点由嵌入式软件系统支撑,运行网络的五层协议。 1-8.传感器网络的体系结构包括哪些部分?各部分的功能分别是什么? (1)网络通信协议:类似于传统Internet网络中的TCP/IP协议体系。它由物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层组成。 (2)网络管理平台:主要是对传感器结点自身的管理和用户对传感器网络的管理。包括拓扑控制、服务质量管理、能量管理、安全管理、移动管理、网络管理等。 (3)应用支撑平台:建立在网络通信协议和网络管理技术的基础之上。包括一系列基于监测任务的应用层软件,通过应用服务接口和网络管理接口来为终端用户提供各种具体应用的支持。 1-9.传感器网络的结构有哪些类型?分别说明各种网络结构的特征及优缺点。 (1)根据结点数目的多少,传感器网络的结构可以分为平面结构和分级结构。如果网络的规模较小,一般采用平面结构;如果网络规模很大,则必须采用分级网络结构。 (2)平面结构:

无线网络技术期末考试复习

1.无线局域网通信方式主要有哪几种,具体内容是什么? 答:(1)红外线方式无线局域网。红外线不能穿透非透明物体而导致基于红外线方式的无线局域网系统只能在无障碍物的视距内进行工作。红外线局域网采用小于 1 μ m 波长的红外线作为传输媒体,有较强的方向性,受太阳光的干扰大;支持 1 ~ 2Mbps 数据速率,适于近距离通信。(2) 基于射频方式的无线局域网。射频简称RF,射频就是射频电流,它是一种高频交流变化电磁波的简称,每秒变化超过10000次。将电信息源(模拟或数字)用高频电流进行调制(调幅或调频),形成射频信号,经过天线发射到空中;远距离将射频信号接收后进行反调制,还原成电信息源,这一过程称为无线传输。扩频包括:直接序列扩频和调频扩频,无线局域网主要应用扩频微波技术。 2.802.11MAC 报文可以分成几类,每种类型的用途是什么? 答:(1)802.11MAC报文可分成数据帧、控制帧、管理帧三类。(2)数据帧:用户的数据报文;控制帧:协助发送数据帧的控制报文;管理帧:负责STA和AP之间的能力级的交互,认证、关联等管理工作。 3.试述AP直连或通过二层网络连接时的注册流程。 答:(1)AP通过DHCP server获取IP地址;(2)AP发出二层广播的发现请求报文试图联系一个无线交换机;(3)接收到发现请求报文的无线交换机会检查该AP是否有接入本机的权限,如果有则回应发现响应;(4)AP从无线交换机下载最新软件版本、配置;(5)AP 开始正常工作和无线交换机交换用户数据报文 4.干扰实际吞吐率的因素有哪些? 答:①不稳定是无线通讯的本性②无线环境不停的保持变化③物理建筑的构成④AP的位置⑤共享介质:用户数、数据量 5、什么叫虚拟载波侦听,它有什么效果? 答:虚拟载波监听的机制是让源站将它要占用信道的时间通知给所有其他站,以便使其他所有站在这一段时间都停止发送数据。这样就大大减少了碰撞的机会。 “虚拟载波监听”是表示其他站并没有监听信道,而是由于其他站收到了“源站的通知”才不发送数据。 效果:这种效果好像是其他站都监听了信道。 所谓“源站的通知”就是源站在其 MAC 帧首部中的第二个字段“持续时间”中填入了在本帧结束后还要占用信道多少时间,包括目的站发送确认帧所需的时间。 6.无线交换机+Fit AP系统构成特点是什么? 答:①主要由无线交换机和Fit AP在有线网的基础上构成的。②AP零配置,硬件主要由CPU+内存+RF构成,配置和软件都要从无线交换机上下载。所有AP和无线客户端的管理都在无线交换机上完成。③AP和无线交换机之间的流量被私有协议加密;无线客户端的MAC只出现在无线交换机端口,而不会出现在AP的端口。④可以在任何现有的二层或三层 LAN 拓扑上部署H3C的通用无线解决方案,而无需重新配置主干或硬件。无线交换机以及管理型接入点AP可以位于网络中的任何位置。 7.试述AP通过三层网络连接时的注册流程_option 43方式。 答:(1)AP通过DHCP server获取IP地址、option 43属性(携带无线交换机的IP地址信息)(2)AP会从option 43属性中获取无线交换机的IP地址,然后向无线控制器发送单播发现请求(3)接收到发现请求报文的无线交换机会检查该AP是否有接入本机的权限,如果有则回应发现响应。(4)AP从无线交换机下载最新软件版本、配置(5)AP 开始正常工作和无线交换机交换用户数据报文。 8.FAT AP的认证加密方式有哪几种?

Ad Hoc网络技术

Ad Hoc网络技术 随着人们对摆脱有线网络束缚、随时随地能够实行自由通信的渴望,近几年来无线网络通信得到了迅速的发展。人们能够通过配有无线接口的便携计算机或个人数字助理来实现移动中的通信。当前的移动通信大多需要有线基础设施(如基站)的支持才能实现。为了能够在没有固定基站的地方实行通信,一种新的网络技术——AdHoc网络技术应运而生。AdHoc网络不需要有线基础设备的支持,通过移动主机自由的组网实现通信。AdHoc网络的出现推动了人们实现在任意环境下的自由通信的进程,同时它也为军事通信、灾难救助和临时通信提供了有效的解决方案。 1AdHoc网络的概念 AdHoc网络是一种没有有线基础设施支持的移动网络,网络中的节点均由移动主机构成。AdHoc网络最初应用于军事领域,它的研究起源于战场环境下分组无线网数据通信项目,该项目由DARPA资助,其后,又在1983年和1994年实行了抗毁可适合网络 SURAN(SurvivableAdaptiveNetwork)和世界移动信息系统 GloMo(GlobalInformationSystem)项目的研究。因为无线通信和终端技术的持续发展,AdHoc网络在民用环境下也得到了发展,如需要在没有有线基础设施的地区实行临时通信时,能够很方便地通过搭建AdHoc 网络实现。 在AdHoc网络中,当两个移动主机(如图1中的主机A和B)在彼此的通信覆盖范围内时,它们能够直接通信。但是因为移动主机的通信覆盖范围有限,如果两个相距较远的主机(如图1中的主机A和C)要实行通信,则需要通过它们之间的移动主机B的转发才能实现。所以在AdHoc网络中,主机同时还是路由器,担负着寻找路由和转发报文的工作。在AdHoc网络中,每个主机的通信范围有限,所以路由一般都由多跳组成,数据通过多个主机的转发才能到达目的地。故AdHoc网络也被称为多跳无线网络。其结构如图2所示。

超宽带UWB无线通信技术

超宽带(UWB)无线通信技术 摘要本文介绍了UWB的概念、主要技术特点,并把UWB与目前较为广泛使用的IEEE802.11、Bluetooth等短距离无线通信技术进行了比较,最后对UWB的应用前景进行了分析与展望。 UWB(Ultra Wide Band,超宽带)是一种以极低功率在短距离内高速传输数据的无线技术。这种原来专属军方使用的技术随着2002年2月美国联邦通信委员会(FCC)正式批准民用而备受世人的关注。UWB具有一系列优良独特的技术特性,是一种极具竞争力的短距无线传输技术。 1、UWB的概念 超宽带技术UWB(Ultra Wideband)是一种无线载波通信技术,即不采用正弦载波,而是利用纳秒级的非正弦波窄脉冲传输数据,因此其所占的频谱范围很宽。UWB是利用纳秒级窄脉冲发射无线信号的技术,适用于高速、近距离的无线个人通信。按照FCC的规定,从3.1GHz到10.6GHz之间的7.5GHz的带宽频率为UWB 所使用的频率范围。 从频域来看,超宽带有别于传统的窄带和宽带,它的频带更宽。窄带是指相对带宽(信号带宽与中心频率之比)小于1%,相对带宽在1%到25%之间的被称为宽带,相对带宽大于25%,而且中心频率大于500MHz的被称为超宽带。 从时域上讲,超宽带系统有别于传统的通信系统。一般的通信系统是通过发送射频载波进行信号调制,而UWB是利用起、落点的时域脉冲(几十纳秒)直接实现调制,超宽带的传输把调制信息过程放在一个非常宽的频带上进行,而且以这一过程中所持续的时间,来决定带宽所占据的频率范围。 2、UWB的主要技术特点 UWB是一种“特立独行”的无线通信技术,它将会为无线局域网LAN和个人局域网PAN的接口卡和接入技术带来低功耗、高带宽并且相对简单的无线通信技术。UWB解决了困扰传统无线技术多年的有关传播方面的重大难题,具有对信道衰落不敏感、发射信号功率谱密度低、被截获的可能性低、系统复杂度低、厘米级的定位精度等优点。 UWB具有以下特点: 2.1抗干扰性能强 UWB采用跳时扩频信号,系统具有较大的处理增益,在发射时将微弱的无线电脉冲信号分散在宽阔的频带中,输出功率甚至低于普通设备产生的噪声。接收时将信号能量还原出来,在解扩过程中产生扩频增益。因此,与IEEE 802.11a、IEEE 802.11b和蓝牙相比,在同等码速条件下,UWB具有更强的抗干扰性。 2.2传输速率高

基于AdHoc和移动IP的无线移动网络技术分析与研究

?42? 计算机与信息计术 网络天地 基于Ad Hoc 和移动IP 的无线移动 网络技术分析与研究 许绘香 张 慧 (中州大学信息工程学院 河南 郑州 450015) 摘 要 简要介绍了Ad Hoc 和移动IP 的工作原理,探讨了一种基于Ad Hoc 和移动IP 集成的无线移动网络体系结构, 并分析了其工作过程和服务性能。 关键词 Ad Hoc 移动IP 无线移动网络 0 引言 随着互联网和移动通信技术的飞速发展,无线移动互联网(Wireless Mobile Internet)正日益受到人们的关注。它使全球网络基础设施可以实现随时、随地、无缝地接入,从根本上改变了全球通信业的面貌。目前,通过移动IP 实现Ad Hoc 接入Internet 以拓展互联网的无线应用范围,正成为无线移动网络技术的研究热点。 1 Ad Hoc 网络和移动IP 技术概述 1.1 Ad Hoc 网络概述 Ad Hoc 网络即自组网(Self Organized Network),是一种特殊的对等式网络,它使用无线通信技术,由一组带有无线收发装置的移动节点组成,网络中所有节点的地位平等,无需设置任何的中心控制节点,也被称为多跳无线网(Multihop Wireless Network )、无固定设施的网络(Infrastructureless Network),具有无中心、自组织、多跳路由、动态拓扑等特点。Ad Hoc 网络通过移动节点间的相互协作来进行网络互联,而不依赖于任何固定的网络基础设施,每个移动节点都具有报文转发能力;当一个节点需要和另一个节点通信时,它或使用直接的无线链路,或通过到目的节点的多个中间节点的转发,即经过多跳路由,从而实现网络的自动组织和运行。Ad Hoc 网络路由协议通常被分为两类:先验式(proactive)和反应式(reactive)。先验式协议通过周期性路由控制信息的交换,每个节点始终维护到网络中所有节点的路由,如DSDV 和OLSR;反应式协议在节点需要时才发现路由,并且仅维护活动路由,如AODV 和DSR。 1.2 移动IP 概述 移动 IP 是用于移动主机移动性管理的一组网络层协议,其目的是使移动中的主机在保持原IP 地址不变的条件下能保持通信,类似于移动电话系统中的漫游,可适用于各种不同类型的移动通信系统。它定义了四个功能实体:移动主机(mobile host)、通信主机(corresponding host)、家乡代理(home agent)和外地代理(foreign agent)。移动主机是一个能在子网间移动的主机,当Internet 上的通信主机向移动主机发送IP 数据包时,数据包将交付到移动主机的家乡网络, 若移动主机离开了家乡网络,数据包将通过隧道(tunnel)机制交付到外地网络,外地代理负责拆封数据包并转发到移动主机。 2 Ad Hoc 和移动IP 集成原因分析 Ad Hoc 网络有很强的独立性,但它所使用的路由算法大多数只适用于单个Ad Hoc 网络,很少涉及如何实现Ad Hoc 网络与Internet 的互联,这些因素使它难以大范围与互联网通信。 移动IP 使节点在不同的子网间切换时仍可保持正在进行的通信,它提供了一种IP 路由机制,使移动节点能够以一个永久的IP 地址连接到任何子网中,它的扩展性使其能在整个Internet 上应用。 为了达到Ad Hoc 网络中的移动主机可以在不同的Ad Hoc 网络间移动和随时接入互联网,我们利用移动IP 的可扩展及可在不同网络中漫游的特性,从而实现Ad Hoc 网络与Internet 的互联。 3 Ad Hoc 和移动IP 结合的体系结构及工作过程 近几年,许多国内外学者从事Ad Hoc 网络和移动IP 集成方面的研究,并且提出了不同的解决方案。在此我们以图1所示的简单结构模型为例来探讨Ad Hoc 和移动IP 的结合思想及工作过程。 图1 体系结构 3.1体系结构 在图1所描述的体系结构中,无线移动网络由多个Ad Hoc 网组成,每个Ad Hoc 网相当于一个子网,它们都通过相应的网关(即基站)接入Internet,每个网关需配置两块网卡:

《无线传感器网络》选修课试题

2007级网络工程本科专业选修课 《无线传感器网络》试题120分钟 一、填空题(每题4分,共计60分) 1、传感器网络的三个基本要素:传感器,感知对象,观察者 2、传感器网络的基本功能:协作地感知、采集、处理和发布感知信息 3、无线传感器节点的基本功能:采集、处理、控制和通信等 4、传感器网络常见的时间同步机制有: 5、无线通信物理层的主要技术包括:介质的选择、频段的选择、调制技术和扩频技术 6扩频技术按照工作方式的不同,可以分为以下四种: :直接序列扩频、跳频、跳时、宽带线性调频扩频 7、定向扩散路由机制可以分为三个阶段:周期性的兴趣扩散、梯度建立和路径加强 8、无线传感器网络特点:大规模网络、自组织网络、可靠的网络、以数据为中心的网络、应用相关的网络 9、无线传感器网络的关键技术主要包括:网络拓扑控制、网络协议、时间同步、定位技术、数据融合及管理、网络安全、应用层技术等 10、IEEE 802.15.4标准主要包括:物理层和MAC层的标准 11、简述无线传感器网络后台管理软件结构与组成:后台管理软件通常由数据库、数据处理引擎、图形用户界面和后台组件四个部分组成。 12、数据融合的内容主要包括:多传感器的目标探测、数据关联、跟踪与识别、情况评估和预测 13、无线传感器网络可以选择的频段有:868MHZ、915MHZ、2.4GHZ 5GHZ 14、传感器网络的电源节能方法:休眠机制、数据融合等, 15、传感器网络的安全问题:(1) 机密性问题。 (2) 点到点的消息认证问题。 (3) 完整性鉴别问题。 16、802.11规定三种帧间间隔:短帧间间隔SIFS,长度为 28 ?s 、点协调功能帧间间隔PIFS长度是 SIFS 加一个时隙(slot)长度,即78 ?s 分布协调功能帧间间隔DIFS ,DIFS长度=PIFS +1个时隙长度,DIFS 的长度为 128 ?s 17、任意相邻区域使用无频率交叉的频道是,如:1、6、11频道。 18、802.11网络的基本元素SSID标示了一个无线服务,这个服务的内容包括了:接入速

无线Adhoc网络技术

无线Adhoc网络技术 摘要: 无线Adhoc网络是随着无线通信技术的快速发展而出现的一种新型网络。文章详细介绍了无线Adhoc网络的由来、主要特征、关键技术和应用等方面,并展望了它的发展前景。 关键词: Adhoc网络;路由技术;安全问题;互联;分层自组网;多跳网 ABSTRACT: Withtherapiddevelopmentofwirelesscommunicationtechnologi es,thewirel essAdhocnetworkcomesupasanewtypeofnetwork.Thispaperdes cribestheorig in,features,keytechnologiesandapplicationsoftheAdhocnetworki ndetail ,andforecastsitsdevelopmenttrends. KEYWORDS: Adhocnetwork;Routingtechnology;Securityproblem;Interconnec

tion;Hier archicalself-organizingnetworks;Multi-hopnetwork 近几年,无线网络在支持移动性方面的发展非常迅速。按照移动通信系统是否具有基础设施,可以把移动无线网络分成两类。 第1种类型是具有基础设施的网络。移动节点借助于通信范围内最近的基站实现通信。在这样的网络里,移动节点相当于移动终端,它不具备路由功能,而只有移动交换机负责路由和交换功能。这种类型网络的典型例子有蜂窝无线系统、办公室无线局域网等。 移动无线网络的第2种类型是一种无基础设施的移动网络,也就是无线Adhoc网(见图1)。它是一种自治的无线多跳网,整个网络没有固定的基础设施,也没有固定的路由器,所有节点都是移动的,并且都能以任意方式动态地保持与其它节点的联系。在这种环境中,由于终端的无线覆盖范围的有限性,两个无法直接进行通信的用户终端可以借助于其它节点进行分组转发。每一个节点都可以说是一个路由器,它们要能完成发现和维持到其它节点路由的功能。典型例子有交互式的讲演,可以共享信息的商业会议,战场上的信息中继,以及紧急通信需要。

搭建Adhoc无线网络

实训项目18搭建Ad-hoc无线对等网络【实验目的】 掌握Ad-hoc无线对等网络的基本原理。 掌握组建Ad-hoc无线对等网络基本方法。 【实验仪器和设备】 计算机3台、TP-LINK TL-WN821N 无线网卡2块。每3名同学为一组。 实验组网图如图18-1所示。 STA STA 图18-1实验组网图 【实验步骤】 Ad-hoc模式无线网络架设步骤如下: 1 ?安装无线网卡及驱动程序 如果客户端没有内置的无线网卡,则首先需要安装无线网卡TP-LINK TL-WN821N 。安装好硬件后,操作系统自动识别到新加硬件,提示安装驱动程序。若未提示,可在“控制面 板”的“系统”中的“设备管理器”,如图18-2、18-3所示。

图18-3安装无线网卡驱动( 2) 在图18-3中可以看到新设备名称,但工作不正常,是因为 没有安装网卡驱动 图18-2安装无线网卡驱动( 1 )

这时需要安装此网卡驱动程序TL-WN821N.rar 中的setup.exe。安装过程如下图18-4、图18-5、图18-6、图18-7、图18-8 所示。 图18-4无线网卡驱动程序安装(1) 图18-5无线网卡驱动程序安装(2) 图18-6无线网卡驱动程序安装(3)

图18-7无线网卡驱动程序安装(4) 图18-8无线网卡驱动程序安装(5) 此时在设备管理系中可以看到 如图 18-9 所示设备。

图18-9无线网卡安装完成 2.查看"无线连接”图标 单击桌面右下角无线网络图标,出现如图18-9所示信息。 图18-9查看无线网络3?在Win7中配置无线网络

无线传感器网络课后习题答案解析

- 1-2.什么是无线传感器网络 无线传感器网络是大量的静止或移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络。目的是协作地探测、处理和传输网络覆盖区域内感知对象的监测信息,并报告给用户。 1-4.图示说明无线传感器网络的系统架构。 1-5.传感器网络的终端探测结点由哪些部分组成这些组成模块的功能分别是什么 (1)传感模块(传感器、数模转换)、计算模块、通信模块、存储模块电源模块和嵌入式软件系统 (2)传感模块负责探测目标的物理特征和现象,计算模块负责处理数据和系统管理,存储模块负责存放程序和数据,通信模块负责网络管理信息和探测数据两种信息的发送和接收。另外,电源模块负责结点供电,结点由嵌入式软件系统支撑,运行网络的五层协议。 1-8.传感器网络的体系结构包括哪些部分各部分的功能分别是什么 ) (1)网络通信协议:类似于传统Internet网络中的TCP/IP协议体系。它由物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层组成。 (2)网络管理平台:主要是对传感器结点自身的管理和用户对传感器网络的管理。包括拓扑控制、服务质量管理、能量管理、安全管理、移动管理、网络管理等。 (3)应用支撑平台:建立在网络通信协议和网络管理技术的基础之上。包括一系列基于监测任务的应用层软件,通过应用服务接口和网络管理接口来为终端用户提供各种具体应用的支持。 1-9.传感器网络的结构有哪些类型分别说明各种网络结构的特征及优缺点。 (1)根据结点数目的多少,传感器网络的结构可以分为平面结构和分级结构。如果网络的规模较小,一般采用平面结构;如果网络规模很大,则必须采用分级网络结构。

(2)平面结构: > 特征:平面结构的网络比较简单,所有结点的地位平等,所以又可以称为对等式结构。 优点:源结点和目的结点之间一般存在多条路径,网络负荷由这些路径共同承担。一般情况下不存在瓶颈,网络比较健壮。 缺点:①影响网络数据的传输速率,甚至造成网络崩溃。②整个系统宏观上会损耗巨大能量。③可扩充性差,需要大量控制消息。 分级结构: 特征:传感器网络被划分为多个簇,每个簇由一个簇头和多个簇成员组成。这些簇头形成了高一级的网络。簇头结点负责簇间数据的转发,簇成员只负责数据的采集。 优点:①大大减少了网络中路由控制信息的数量,具有很好的可扩充性。②簇头可以随时选举产生,具有很强的抗毁性。 缺点:簇头的能量消耗较大,很难进人休眠状态。 1-13.讨论无线传感器网络在实际生活中有哪些潜在的应用。 (1)< (2)用在智能家具系统中,将传感器嵌入家具和家电中,使其与执行单元组成无线网络,与因特网连接在一起。 (3)用在智能医疗中,将传感器嵌入医疗设备中,使其能接入因特网,将患者数据传送至医生终端。 (4)用在只能交通中,运用无线传感器监测路面、车流等情况。 2-2.传感器由哪些部分组成各部分的功能是什么 2-5.集成传感器的特点是什么 体积小、重量轻、功能强、性能好。 2-7.传感器的一般特性包括哪些指标 : 灵敏度、响应特性、线性范围、稳定性、重复性、漂移、精度、分辨(力)、迟滞。 2-15.如何进行传感器的正确选型 1.测量对象与环境:分析被测量的特点和传感器的使用条件选择何种原理的传感器。 2.灵敏度:选择较高信噪比的传感器,并选择适合的灵敏度方向。 3.频率响应特性:根据信号的特点选择相应的传感器响应频率,以及延时短的传感器。 4.线性范围:传感器种类确定后观察其量程是否满足要求,并且选择误差小的传感器。 5.稳定性:根据使用环境选择何时的传感器或采用适当的措施减小环境影响,尽量选择稳定性好的传感器。 6.精度:选择满足要求的,相对便宜的传感器。 : 2-17.简述磁阻传感器探测运动车辆的原理。 磁阻传感器在探测磁场的通知探测获得车轮速度、磁迹、车辆出现和运动方向等。使用磁性传感器探测方向、角度或电流值,可以间接测定这些数值。因为这些属性变量必须对相应的磁场产生变化,一旦磁传感器检测出场强变化,则采用一些信号处理办法,将传感器信号转换成需要的参数值。 3-2.无线网络通信系统为什么要进行调制和解调调制有哪些方法 (1)调制和解调技术是无线通信系统的关键技术之一。调制对通信系统的有效性和可靠性有很大的影响。采用什

【CN109996308A】一种基于能量优化的移动adhoc网络路由方法及装置【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910161145.2 (22)申请日 2019.03.04 (71)申请人 西安电子科技大学 地址 710071 陕西省西安市太白南路2号 (72)发明人 相征 张阿鑫 任鹏  (74)专利代理机构 西安嘉思特知识产权代理事 务所(普通合伙) 61230 代理人 张捷 (51)Int.Cl. H04W 40/10(2009.01) H04W 40/24(2009.01) H04W 84/18(2009.01) (54)发明名称一种基于能量优化的移动ad hoc网络路由方法及装置(57)摘要本发明公开了一种基于能量优化的移动ad hoc网络路由方法,包括:获取每个节点的能量水平E;根据所述节点的能量水平E得到路径均衡能量水平RELWT;选取所述路径均衡能量水平最小的路径作为最优路径传输数据。本发明基于经典的AODV协议,在关键点上使用本发明的算法和策略来进行路由发现和路由维护,在保留AODV协议的一些优良性能的同时,在路由跳数和能量优化之间做了一个折中,促进了网络能量的均衡使用,避免了某些节点能量过度使用而导致断链,降低了路由失效的次数,使得链路更趋稳定,同时,也避免了部分节点能量过早耗尽导致的整个网络瘫痪问题, 延长了网络的生存期。权利要求书2页 说明书6页 附图3页CN 109996308 A 2019.07.09 C N 109996308 A

1.一种基于能量优化的移动ad hoc网络路由方法,其特征在于,包括: 获取每个节点的能量水平E; 根据所述节点的能量水平E得到路径均衡能量水平RELWT; 选取所述路径均衡能量水平最小的路径作为最优路径传输数据。 2.根据权利要求1所述的一种基于能量优化的移动ad hoc网络路由方法,其特征在于,所述根据节点的能量水平E得到路径均衡能量水平RELWT包括: 根据节点的能量水平E得到链路能量水平EL; 根据所述链路能量水平EL得到链路均衡能量水平ELWT; 根据所述链路均衡能量水平ELWT得到路径均衡能量水平RELWT。 3.根据权利要求2所述的一种基于能量优化的移动ad hoc网络路由方法,其特征在于,所述节点的能量水平E为该节点此刻剩余的能量值。 4.根据权利要求2所述的一种基于能量优化的移动ad hoc网络路由方法,其特征在于,所述根据节点的能量水平E得到链路能量水平EL包括: 当判断链路的两个节点中没有中间节点时,则选择链路能量水平EL为阈值最大值;当判断链路的两个节点中有一个为中间节点时,则选择链路能量水平EL为该中间节点的能量水平; 当判断链路的两个节点均为中间节点时,则选择链路能量水平EL为两个中间节点的能量水平中较小值。 5.根据权利要求2所述的一种基于能量优化的移动ad hoc网络路由方法,其特征在于,所述根据链路能量水平EL得到链路均衡能量水平ELWT包括: 根据链路能量水平EL得到均衡函数F(EL); 用所述均衡函数F(EL)的值表示链路均衡能量水平ELWT。 6.根据权利要求5所述的一种基于能量优化的移动ad hoc网络路由方法,其特征在于, 所述均衡函数F(EL)为: 其中,EL为链路能量水平。 7.根据权利要求2所述的一种基于能量优化的移动ad hoc网络路由方法,其特征在于,根据链路均衡能量水平ELWT得到路径均衡能量水平RELWT,包括: 根据所述链路均衡能量水平ELWT计算路径均衡能量水平RELWT。 8.根据权利要求7所述的一种基于能量优化的移动ad hoc网络路由方法,其特征在于, 所述路径均衡能量水平RELWT的计算公式为: 其中,m为该路径的跳数,ELWT max 为该路径中链路均衡能量水平的最大值,EL min 为该路径中链路能量水平的最小值。 9.一种基于能量优化的移动ad hoc网络路由装置,其特征在于,包括: 信息获取模块,用于获取每个节点的能量水平E; 权 利 要 求 书1/2页2CN 109996308 A

无线网络技术

什么是无线网络 无线网络是指采用无线传输媒体,如:无线电波、红外线等网络,与有线网络的用途十分类似,最大的不同在于传输媒介的不同,利用无线电技术取代了传统的网线。 无线网络技术涵盖的范围很广,既包括允许用户建立远距离无线连接的全球语音和数据网络,也包括为近距离无线连接进行优化的红外线技术及射频技术等等。 无线网络的应用现状 新信息(天气预报、体育运动、TV、游戏、电影。。。)、银行业务、m-commerce、娱乐、广告、旅游、数字图书馆、企业管理、安全、教育、农场、森林… 无线网络发展 1.第一代移动电话—语音 2.第二代移动电话—数字语音 3. 2.5G——语音为主兼顾数据 4.第三代移动电话3G—数字语音和数据 中国的3G标准 中移动(4.57亿用户)——TD-SCDMA 中电信(2800万)——CDMA2000 中联通(1.33亿)——WCDMA OSI模型有七层组成,从上自下依次是: 应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层、物理层 数据链路层技术 逻辑链路层LLC子层 逻辑链路控制是数据链路层中的第一个子层,为网络层能够与任意类型的媒体访问控制层工作提供接口。 LLC子层定义了无连接和面向连接的通信服务。 媒体访问控制MAC子层 允许访问物理层传输数据的方式和时间。 MAC地址是48位,通常用十六进制数表示,包含6个字节。CSMA/CD技术与CSMA/CA技术区别 CSMA/CD技术可以一边检测冲突,一边收发数据,一旦检测到冲突,立刻停止。 CSMA/CA技术先检测是否有冲突,得到对端确认后,再发数据,而不能同时进行。 WPAN设备 蓝牙设备 ZigBee设备 WPAN天线 天线增益: 是将天线的方向图压缩到一个较窄的宽度内并且将能量集中在一个方向上发射而获得的。 天线增益: 由主波瓣的辐射密度和各向同性时的辐射密度的比值所得(输出功率相同时)。 RF射频技术: 无线电频率,简称射频(RF).无线通信是绝大部分无线网络的核心,其

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