基于节点沉默激活机制的移动物联网传输优化算法研究

为解决移动物联网传输领域内存在的节点传输能力不强和网络覆盖能力较弱等不足,提出了一种基于节点沉默激活机制的移动物联网传输优化算法.首先,针对节点彼此之间的覆盖关系,在多个节点同时达到覆盖效果情况下设计了基于周期控制的节点沉默方法,以达到降低节点激活概率进而改善节点能耗的目的.随后,利用节点覆盖时的角度覆盖关系,采取剩余能量优化的方式设计了基于自感知机制的区域覆盖方法,该方法采用阈值控制节点沉默,进一步提高网络覆盖率,从而优化网络传输.仿真实验表明,本文算法能够有效提高网络覆盖率,增强节点传输能力,具有很强的实际部署价值.

万物智联 移动物联网迎来新一轮快速发展期

移动物联网是支撑数字经济发展的关键基础设施之一,它通过多网协同沟通万物进而实现泛在智联,在赋能传统产业转型升级、推动数字经济与实体经济深度融合、助力推进新型工业化等方面发挥着积极作用。2023年2月,中共中央、国务院出台《数字中国建设整体布局规划》,提出要“推进移动物联网全面发展”。截至2023年10月末,我国移动物联网终端用户达到22.56亿户,基础电信企业移动物联网业务收入同比增长21.2%。

“物超人”:我国移动物联网迈入发展新阶段

我国已建成全球规模最大的移动物联网网络。截至2022年8月底,窄带物联网,4G、5G基站总数分别达到75.5万个、593.7万个和210.2万个,多网协同发展、城乡普遍覆盖、重点场景深度覆盖的网络基础设施格局已经形成。

我国移动物联网连接数占全球70%

前从工业和信息化部获悉:我国移动物联网用户规模快速扩大,截至2022年底,连接数达18.45亿户,比2021年底净增4.47亿户,占全球总数的70%。

“物超人”时代,移动物联网向何处演进

今年6月6日是我国发放第五代移动通信技术(5G)商用牌照4周年。在6月6日举行的移动物联网高质量发展论坛上,工业和信息化部信息通信发展司副司长赵策表示,我国已经建成全球规模最大的移动物联网络,截至4月底建成开通5G基站273.3万个、4G基站609.8万个、NB-IOT基站75.9万个,多网协同发展、城乡普遍覆盖、重点场景深度覆盖的网络基础设施格局已经形成。

18.45亿 我国移动物联网连接数占全球70%

日前,工业和信息化部发布数据显示,我国移动物联网用户规模快速扩大,截至2022年底,连接数达18.45亿户,比2021年底净增4.47亿户,占全球总数的70%。截至2022年底,移动通信基站总数达1083万个,全年净增87万个。我国已经初步形成窄带物联网(NB-IoT)、4G和5G多网协同发展的格局,网络覆盖能力持续提升。

一种基于Q-Learning策略的自适应移动物联网路由新算法

针对移动物(车)联网的路由问题,通过对车辆的运动特点及造成链路断裂的原因进行的详细分析,我们建立了链路维持时间模型,并将维持时间作为设计路由算法的重要参数. Q-Learning作为一种启发式机器学习策略,能够通过与周围环境交互来动态地调整路由路径.基于此,我们设计了一种自适应的路由新算法.它将学习任务分散在每一个车辆节点中,通过周期性的与周围节点交换信标信息来维护可靠的路由路径.利用NS-2模拟器对该算法的性能进行了评估,结果表明,在不同的网络场景中,该算法在递交率、端到端的延时以及平均跳数等方面均表现出很好的效果.

移动物联网非完整约束中继的协同任务规划

为实现突发事件的应急决策和态势评估,满足对重点区域的地面全景或空间立体信息可靠节能地远距离传输要求,本文将无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)作为空基感测平台,研究应急移动物联网应用中无人机编队能量受限条件下的远距离通信问题,提出面向非完整约束多地面移动中继的协同任务规划方法.首先,对该类物联网进行系统建模;其次,根据所建模型中无人机空基平台立体地分布于重点空域的特点,研究了地面移动中继区域分配算法、位置更新算法.在提供可靠节能通信的同时,确定其覆盖范围和最优布署方案.再次,针对地面移动中继非完整约束导致的对UAV空基平台分簇覆盖的拓展性不足,研究了多个地面移动中继的联合运动策略,以应对部分地面移动中继失效或因降低移动物联网的成本而出现地面移动中继数量减少的状况.最后,通过实验验证了本文所提方法的有效性.

基于UAV的移动物联网远距离通信节能策略研究

针对应急移动物联网在缺少地面基站的情况下,可靠节能地远距离传输重点区域全信息的要求,本文将无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)作为空基通信平台,研究应急移动物联网应用中大规模移动物联网设备能量受限条件下的远距离通信问题,提出基于无人机的移动物联网远距离通信节能策略.首先,对该类物联网进行系统建模;其次,根据所建模型中地面设备无序立体地分散于重点区域的特点,通过优化无人机的布署位置,在提供可靠通信的同时,降低地面设备的通信耗能;再次,根据地面设备运动性能强、活动范围广的特点,通过研究无人机与地面移动设备的联合运动策略,避免无人机频繁换簇覆盖所引起的远距离移动等大运动状态变化问题,实现无人机的移动节能.最后,通过实验,从通信耗能和运动耗能两方面验证了本文所提策略的有效性.

面向移动物联网的可信超网络概念及构架研究

泛在服务已成为当前用户的一种基本需求。移动物联网作为泛在服务的一种重要实现形式,面临着网络接入点分布不均匀、频谱无法全面覆盖和网络不稳定等问题,因此用户服务的可信性难以得到保障。与此同时,现有面向移动物联网的网络构架缺乏泛在服务保障与可信性保障的有效结合。因此,首先提出"可信超网络"的新概念,即在传统网络的基础上,利用认知计算技术构建虚拟网或者逻辑网络;然后在可信超网络概念的基础上结合移动物联网的特点,提出以可信性确保为目标、以泛在服务为核心能力的可信超网络构架,从总体上保障移动物联网泛在服务的可信性。

基于多元分层感知的移动物联网区域分割算法

为解决物联网区域分割引发的低质量数据传输、高频率网络拥塞等问题,提出一种基于多元分层感知机制的高效安全区域分割算法。根据节点间数据交换的紧密程度,将网络拓扑分割为网络层、传输层和最终汇聚层,设计多元分层感知模型,增强簇头节点的更新能力。结合机会路由连通特性,设计基于机会碰撞信息提取机制的区域分割子算法,借助拉格朗日模型进行特征挖掘,提升节点机会碰撞度并优化区域分割效果。基于簇内节点关联度,构建能量-路由双因子裁决机制,实现区域信息与簇头节点的数据交互并缓解数据拥塞。实验结果表明,与基于改进移动中继和楔形合并-能量空洞消除的区域分割算法相比,该算法具有更好的网络区域分割效果及更强的数据拥塞控制能力。

基于综合权值校准与均跳估测的移动物联网终端坐标感知算法

为提高移动物联网感知终端的定位能力,降低因信道噪声而导致的乖离现象,提出了基于综合权值校准与均跳估测的移动物联网终端坐标感知算法。首先,将定位数据报文拆分为定位节点坐标、跳数、定位节点ID三部分,待定位节点通过解析定位数据报文,获取与定位节点间的跳数及坐标,当仅当待定位节点同时接收到多个定位数据报文时,从中解析定位节点坐标,并根据接收到的3个定位节点坐标来构建三角定位方法,以精确获取坐标,降低坐标抖动现象。随后,根据均方差理论来设计了基于权值微分修正的邻域半径预定位方法,实现定位坐标的精确化获取,引入微分方式增强定位精度。最后,根据不同定位节点在网络中的权值差异,设计了基于均跳估测的终端坐标精确化方案,采取均衡化机制来增强网络对节点的捕捉能力,以修正节点坐标,从而提高物联网终端感知精度。仿真实验表明,与当前相关的物联网节点定位技术相比,该算法具有更低的节点坐标乖离程度和更强的运动轨迹预测能力。

基于OBE移动物联网应用技术教学研究

随着移动物联网应用快速的发展,社会对物联网专业的需求不断增加,导致对本门课程教学提出新的要求。本文在OBE的理念指导下,针对通信工程专业进行的移动物联应用技术进行教学改革的尝试,最终在人才培养和教学方式等方面提出一些建议。移动物联网应用技术这门课程的改进锻炼了学生的动手能力,提高了学生的独立,思考问题的能力,增强了学生的创新意识。以至于学生能够更快的适应工作岗位。

基于凝聚机制的移动物联网数据融合算法

为降低移动物联网部署过程中存在的数据融合性能不强、网络能耗难以控制的不足,提出了一种基于凝聚机制的移动物联网数据融合算法。首先,针对移动物联网路由抖动现象,设计了基于凝聚机制的数据融合爬取方法,将具有相似特性的数据进行融合传输,从而提高数据融合质量。其次,针对路径转折所导致的传输波动问题,设计了基于偏转方法的骨干传输路径修正机制,通过动态调整下一跳节点来增强网络对链路抖动的适应,强化动态链路对传输数据的控制强度。随后,算法依据路径筛选凝聚因子,选取具有较高凝聚因子的节点作为下一跳节点,从而提高网络对传输路径的筛选质量,仿真结果表明,所提算法在节点低速运动时可将数据融合率维持在80%,能耗不高于150 J/min,节点高速运动时的数据融合率依然维持在50%~70%,能耗不高于280 J/min,均要显著优于对照组算法,呈现出更低的网络能耗和更高的融合率。

基于移动物联网的远程血糖仪与全自动生化仪的一致性评价

目的评价基于移动物联网的远程智能血糖仪与生化仪监测血糖的一致性。方法采集150例孕妇的全血,分别采用远程血糖仪测试全血的血糖值2次,全自动生化仪测试血浆的血糖值1次,以生化仪的测试结果作为对照组,远程血糖仪的测试结果作为实验组,采用ATE/LER区域方法开展一致性评价。结果远程血糖仪第1次测试结果对比生化仪的ATE区域的落入率为96.0%（90%CI 92.5~98.0）,第2次测试结果对比生化仪的ATE区域的落入率为96.7%（90%CI 93.4~98.4）,两次测试的平均结果对比生化仪的ATE区域的落入率为96.7%（90%CI 93.4~98.4）,3种对比的LER区域的落入率均为0%。结论远程血糖监测仪和生化仪测试血糖具有一致性,是孕期常规血糖监测的有效补充。

移动物联网的可定制RFID网络安全协议

已有的RFID安全协议大多针对隐私性与匿名性而忽略了可扩展性与可定制性,对此提出一种可扩展且可定制的RFID双向认证协议.首先,目标认证模块分别对标签与客户端阅读器进行认证,其中分别使用基于线性搜索的标签分组以及一个映射表提高认证的效率;然后,通过简单的ID匹配机制检测恶意用户;最终,通过标签与服务器的交互认证实现双向认证过程,进一步提高安全性.分析结果表明,本算法在具有可定制能力与可扩展能力的前提下,且具有较好的计算效率与安全性.

低速移动物联网的移动通信技术发展和产业化方向

为研究低数据速率在移动物联网发展过程中的应用,以车联网为案例,分析其应用需求背景、基本网络组成结构以及车联网终端各功能模块工作原理,并着重基于GPRS和CDMA 1X这2种2.5G低数据速率移动网络,结合车联网低数据速率应用特性,从终端模块成本、物联网号码开卡以及移动网络性能方面阐述低数据速率移动物联网的发展和产业化的新态势。

基于移动物联网的校园平安卡RFID天线设计与安装

Radio Frequency Identification[1](即无线射频识别,简称RFID)技术是一种自动识别技术,通过空间耦合方式无接触地传递射频信号,并对所传递的信号进行数据采集处理,以达到自动识别的目的,具有无源性、无线性、读写快、存储大等优势。本文设计的校园平安卡的天线就是采用了先进的RFID技术,在学校门口安装RFID天线设备,用于向校门两侧发射"无线射频信号",学生佩戴校园平安卡进出学校时,平安卡对接收到的信号进行分析后,通过移动物联网向家长手机发送"已进校"或"已离校"等的短信通知,保障家长和学生的联系,从而保证学生的安全。

装备移动物联网仪表的区域通信信息自动化实时定位

现有的区域通信信息自动化定位方法难以保证通信信号在传输过程中的完整性,导致信息节点定位误差较大,为提高实时定位精度,设计装备移动物联网仪表的区域通信信息自动化实时定位方法。重构移动物联网区域通信信号,依据流程分别获取区域通信的信号参量,并基于噪声影响判定信号重构的损耗。计算信息节点坐标,在三维空间坐标中计算模糊节点与目标节点之间的距离,通过锚节点的运动速度与方向,计算并更新节点位置坐标。设计区域通信信息实时定位算法,通过修正因子计算无效节点,实现区域通信信息的自动化实时定位。测试不同算法定位性能,通过实验结果可知,装备移动物联网仪表的信息定位算法在传感器感知半径为0.6,信息节点的数量为30,传感器数量为40时,信息定位误差均低于其他三种算法,可见该方法的区域通信信息定位精度更高。

基于移动物联网技术的中央空调智能监控系统设计

为了提高中央空调的管理效率、降低能耗,提出一种基于移动物联网技术的中央空调智能监控系统的设计方法。首先,根据中央空调智能监控系统的设计要求,分析了当前中央空调智能监控系统存在的不足,并对已有改进方案进行了应用分析;接着,给出了基于移动物联网的中央空调监控系统的技术架构;最后,详细介绍了系统的功能及其工作流程,并应用于某大型物业公司的空调系统中,取得了较好的效果。