无线多跳网络中的数据传输相关技术研究

来源 :中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:dongfangSS
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
无线多跳网络在现代通信技术研究领域中日益受到研究者的重视。但要想取得进一步发展,仍有许多技术难题需要攻克,特别是由于其独特的网络架构而带来的数据传输相关问题。  本文选择了两个典型的无线多跳网络——无线传感器网络和延迟容忍网络中的数据传输问题开展研究。这两个典型网络分别代表了静态和动态无线多跳网络,且其数据传输机制及需求均不一致,有必要单独研究。具体地,由于网络资源的受限性,无线传感网中数据传输(主要应用为数据采集)的最重要考量是能效;而延迟容忍网络中,由于节点高速移动以及传输带宽受限,数据传输延迟是最主要的考量。本文的另一个驱动力在于近年来涌现出了一些革命性的理论/技术框架,如压缩感知、网络编码。这些革命性技术的出现为解决无线多跳网络数据传输面临的技术难题提供了前所未有的新思路,其中被认为非常有应用潜力且受到广泛关注的两个研究点便是基于压缩感知的无线传感网数据采集和基于网络编码的延迟容忍网络数据传输。  上述两个问题已经受到学界的重视,但仍有一些技术难点导致其仍然停留在理论研究阶段,本文的目的在于解决或者缓解这些技术难题,继续推进这些技术走向实际应用。全文的主要贡献在于以下几个方面:  其一,无线传感器网络中,本文提出了一种基于树型变换的压缩感知式数据汇聚技术。首先利用树型变换从训练数据中挖掘出节点数据的局部相关特性,并得到一个正交变换矩阵。一方面,由于传感数据中存在的时间相关性,该变换矩阵被用来对训练数据之后一段时间内的传感数据进行稀疏化;另一方面,利用挖掘到的局部相关特性得到初始分簇结构,同时为了保证各分簇内传输的高效性,利用节点位置信息对分簇方式进行优化。该新方案同时利用了传感数据的空时相关性并将新型分簇式路由引入。仿真实验证明了该方案的有效性及优越性。  其二,延迟容忍网络中,本文从理论上对基于网络编码的传染式路由数据传输延迟进行建模及估计。具体地,本文利用概率论的知识将数据传输过程建模成一个染色过程并推导了目标节点接收到n个编码数据块所需时间的累积概率密度分布。相较于前人基于常微分方程的分析方法,本文提出的方法拥有更好的估计精度。此外,本文还指出前人在延迟性能建模工作中普遍采用的一个假设是不准确的。该假设认为任意一个携带编码数据包的节点都能以接近于1的概率向其他节点传输一个与其他节点所携带编码数据包相独立的数据包。通过数值实验,说明了采用该假设会极大地低估真实的数据传输延迟。进而,本文提出了引入一个额外的经验公式来补偿该假设所引起的估计偏差。  其三,延迟容忍网络中,由于基于网络编码的传染式路由中采用Intra-sessionnetwork coding方案,来自不同数据文件的数据会竞争传输机会,进而恶化数据传输延迟。为了解决这一问题,本文一方面提出了基于反馈的恢复协议来加快对网络内无用数据的删除,以减少这些数据竞争传输机会的可能性。另一方面提出了一种称为最少传输优先的竞争避免机制,来决定在一个传输机会出现时节点发送属于哪一个数据文件的数据包才能最有利于网络内平均传输延迟的减少,同时推导了该机制的理论依据。仿真实验证明了上述方法的有效性及优越性。
其他文献
时间同步是无线传感网的重要基础支撑技术,主要服务于调度机制、睡眠机制、定位跟踪、数据融合等众多传感网应用。为提高上述应用的有效性,需要改进和提升时间同步性能,主要包括
拖曳式线列阵声纳所具有的低频、大孔径特性使其成为解决水下目标(舰艇)远程探测的重要手段之一.拖曳式线列阵声纳的发展趋势是采用细长阵(甚至全光线列阵(光纤水听器))技术
基于外辐射源的无源雷达是近年来刚刚兴起的一种新的雷达体制,它具有传统主动雷达不具备的很多战术优点,因而国内外都将它作为研究的热点.但外辐射源雷达作为一种新的雷达体
寄生虫在野生鸟类中感染相当普遍,在寄生虫的影响下鸟类可能发生疾病,造成生长发育停滞,甚至发生致死性的严重疾病等,因此成为保护生物学研究的热点问题之一。白头鹤(Grus mo
本论文采用单因素及正交实验法确立虎奶菇(Pleurotus tuber-regium(Fr.)Sing)发酵最适培养基组成及适宜的摇瓶发酵条件,并对发酵获得的菌丝体营养成分进行分析。采用热水浸提、乙醇沉淀、TCA脱蛋白、H_2O_2脱色、DE-52分级、Sephadex G-200分组分等技术方法从P.tuber-regium发酵菌丝体(mycelia)、菌核(sclerotia)中分离纯化到5个
敬钊毒素-Ⅱ(JZTX-Ⅱ)是一种从敬钊缨毛蛛粗毒的毒液中分离纯化而得到的由32个氨基酸组成分子量为3561.13 Da的多肽毒素,包含6个半胱氨酸形成3对二硫键,属于ICK模体结构。通过E
本文设计和实现了一个基于微机的脑电的检测与生物反馈训练系统。检测系统由三个测量电极、脑电信号放大器和数据采集卡构成。检测系统由单片机控制,能够采集数据和对采集到的
在现代微小卫星中测控通信系统是实现星地通信的桥梁,卫星通信中多普勒频移将会造成信号频差,严重影响通信质量.为了结合信息电子系统的新机理新概念的测控通信模块部分的研
红外线,简称IR,是一种无线通讯方式,常常可以使用红外线进行无线数据的传输,能够取代复杂的连接线。自1974年发明红外线以来,它已经过风风雨雨二十多年的发展,如今,已经是一种很成熟
本试验采用单一因素试验和正交试验,结合SPSS数据分析,研究了沈农一号马齿苋中黄酮类化合物的提取方法:①在有机溶剂法提取沈农一号马齿苋中黄酮类化合物的试验中,当乙醇浓度70%,提