Calculation of Minimal Dominating Set in Wireless Sensor Network with Host Switch-on/off

This paper proposes a simple and efficient distributed algorithm for calculating minimal dominating set in wireless sensor network. This method can avoid maintaining the connectivities between backbone hosts. Considering that the hosts in mobile networks have different characteristics, this paper proposes a method of calculating minimal dominating set with weight. The nodes can be chosen to form a minimal dominating set when the network topology changes. For the host switch on/off operation, the updating algorithm was provided. The change in the status of a hostaffects only the status of hosts in the restricted vicinity. Simulation results show that the proposed method can ensure fewer dominators but with higher weight to form the minimal dominating set and the nodes can be adaptive to the changes of network topology.

基于多线圈阵列的单管无线电能传输电路优化

针对多线圈的单管无线电能传输系统提出一种P#型LCC-S补偿网络和输入电流纹波抑制方法,以改善输入电流波形、降低输入电流THD及纹波,从而提高系统效率。该文首先分析P^(#)型LCC-S补偿网络的工作模态和波形,同时给出P^(#)型LCC-S补偿网络参数的计算方法;其次推导了三线圈在非均衡耦合情况下输入电流与输入电压、线圈互感、负载阻抗等参数间的解析关系,利用傅里叶变换分析了输入电流的构成,并对交流分量进行移相抑制;最后搭建实验平台并进行相关实验验证。实验结果表明,在额定传输功率下,纹波抑制后系统效率最高达88.2%,验证了该方案的有效性。

地铁场景下5G网络立体覆盖方案的探究

地铁作为城市动脉和大众化的交通工具,是最具可持续性的交通运输方式,随着地铁等轨道交通运营里程的增长、客运量的提升,其在运营、维护、安防、调度等方面均面临更大的挑战,亟须信息化手段来提升地铁运营服务水平,而地铁信息化的基础则是有效的室内网络覆盖。目前涉及室外广域、室内密闭静止场景、室内密闭高速运动场景等多场景覆盖要求,针对不同覆盖场景,如选择相同网络方式覆盖,可能存在成本较高、覆盖效果不佳的问题。因此,针对地铁网络覆盖,需要灵活组合宏基站、微基站、室分、泄漏电缆等方式,结合切片、资源块(RB,resource block)保障、自动越区切换、自动登录等保障技术,在成本最优的条件下,满足网络的无感切换、高数据速率、低时延、高容量和大规模连接等指标要求,确保地铁场景下toB及toC业务正常运行。探讨了地铁场景下5G网络立体覆盖方案,为其他地铁专网覆盖提供了重要的参考依据。

超密集异构无线网络中基于移动轨迹预测的网络切换算法

随着5G技术的广泛应用,网络超密集化部署已成为必然趋势。超密集异构无线网络在实现网络高流量密度、高峰值速率性能的同时,给传统的网络切换算法带来了挑战,处于变速移动的终端会面临更频繁的切换问题,这将导致乒乓效应频率的显著提高,进而影响用户在网体验。针对上述问题,该文提出一种基于终端移动轨迹预测的网络切换算法,适用于各类型用户在高密度无线网络中的垂直切换和水平切换问题。首先,为了更高精度的移动轨迹预测,提出一种基于模糊核聚类和长短期记忆(LSTM)神经网络的预测方法,可以有效预测不同移动模式下用户终端的短时移动轨迹;之后,基于用户当前和预测位置,获取候选网络集合,通过候选集交运算法和指标阈值判断网络切换时机;当切换触发时,使用帝企鹅算法最优化网络选择。仿真结果表明,相比于其他类型的时间序列预测算法,该文提出的轨迹预测算法精度较高;同时相较对比算法,该文所提网络切换算法的切换次数适中,有效避免了乒乓效应,且提高了用户连接的网络质量。

基于动态信道切换的无线网络化控制系统的资源调度策略

本文针对通信网络中存在竞争和非竞争信道的无线网络化控制系统(WNCS),提出了一种基于估计器的信道选择策略,在保证控制系统稳定性的同时尽可能地节约了宝贵的非竞争信道资源。在无线网络化控制系统中,控制信号通过竞争信道传输时可能发生数据包丢失,导致执行器无法收到实时的控制信号。而传感器端未知控制信号的实际传输情况,因而也无法得知每个时刻执行器所使用的控制信号。针对这种情况,本文首先设计了估计器来估计执行器端上一时刻实际使用的控制信号,再通过信道选择策略来约束执行器端使用控制信号的误差。最后,在所提信道选择策略下设计控制器来保证控制系统稳定。本文通过数值仿真验证了所提算法的有效性。

无线通信网络在智能灌溉系统中的应用

农业是一个国家经济发展的命脉,节水灌溉则在农业发展中具有非常重要的作用,特别是对于我国这样的农业大国而言,更是如此。当前,随着我国农业用水量越来越多,而水资源利用率不高等问题的出现,采用先进技术提高农业生产效率就成了迫在眉睫的重要问题。而随着无线通信网络的产生,基于无线通信网络的智能灌溉系统,不仅可以有效提升水资源的利用率,还可以让水资源短缺的问题得到一定程度的缓解,促进农作物产量和质量的提高,降低种植成本,极大地促进了灌溉的有效性与准确性。为此,对无线通信网络在智能灌溉系统中的应用问题进行探究,具有重要的意义和价值。基于此,文中首先对当前智能灌溉系统中无线通信网络技术的应用进行了介绍,之后分别从总体目的、具体目标、基于无线通信技术的智能灌溉系统的总体功能结构、基于无线通信技术的智能灌溉系统设计等方面,阐述了基于无线通信技术在智能灌溉系统中的应用。

绝缘监测告警数据采集与模块可视化管理

利用物联网核心技术通过5G无线通信网络实时获取核电直流配电柜终端直流电源绝缘检测仪的告警数据,运用物联网大数据、云平台直观呈现直流电源系统绝缘监测告警实时数据,通过云组态、云计算快速实现数据模型转化,实现告警模块立体可视化,通过可视化模块配置实现数据可视化应用管理,在满足基本功能的基础上,突出告警信息模块化、告警数据可视化、基础业务场景化等应用管理。

校园无线网的建设和管理

通过介绍北京中医药大学的无线网建设,总结了无线网从方案设计到设备选型及工程实施中的方法和经验,并特别提出了上网用户管理方式,以为大家借鉴。

新型无线传感器网络节点供电方案

工业现场对振动信号等快变量进行采集时,需要对无线传感器网络节点进行在线供电。通过分析开关噪声对无线传感器网络节点通信质量的影响,并结合传感器网络的工作特点,给出无线传感器网络供电方案的设计要求。针对开关噪声的宽频谱特点,提出适用于无线传感器网络的供电方案,实验表明:该供电方案可有效消除电源噪声。

多跳无线网络中基于网络编码的多路径路由

提出了一种基于网络编码的多路径路由机制CAMP(networkcoding-awarem ulti-path routing).该机制能够根据路径的可靠性和编码机会,动态地在多条路径上进行数据包的传输.CAMP的路由发现机制能够向源节点返回多条可能的路径以及各条路径的每条边上的ETX(expected transmission count).与以往的多路径路由机制不同,CAMP可以通过转换它的传输路径来动态地创造而非仅仅等待编码机会.利用这一独特的路由机制,CAMP可以让多条路径分摊网络流量负载,并且最大化路径转换收益,从而改进网络的吞吐量.实验结果表明,在无线网络的数据传输过程中,CAMP能够取得比其他路由机制高得多的网络吞吐量.

一种磁电自供电无线传感器电源管理电路研究

针对GMM/PZT磁电复合单元将电磁波能量转化为电能时,其输出电能不足以直接驱动无线传感器的问题,设计了基于开关电容网络的电源管理电路,对其充放电特性进行了理论与实验分析。结果表明,该电路可以对电路中储能电容充电积累能量,当能量积累到一定程度,电容瞬间放电为无线传感器工作供电。

农田无线传感器网络中的簇首轮换机制

在大规模农田无线传感器网络WSN应用中,如何选择最优的网络架构和相应的自组织方式是一个急需研究的问题。在多跳、无线自组织网络AdHoc结构基础之上,针对规模农田面积大、作物生长周期长、传感器节点众多的特点,借鉴生物体内大量细胞生长发育和相互协作的组织机理,提出一种星状网和网状网相结合的分层无线传感器网络拓扑结构和簇首轮换机制,通过簇内控制减少节点与基站远距离的信令交互,降低网络建立的复杂度,减少网络路由和数据处理的开销。

基于ZigBee嵌入式双网路由交换节点的设计

针对油井位置偏远,线路架设不便,不能实时、有效地对其进行日常数据采集与监管的问题,采用物联网技术,通过Zig Bee的自组网与Internet相结合,有效地将油田采集的数据通过所设计的交换节点进行传输。通过上位机与下位机的系统测试表明,该系统具有数据处理能力高、网络信号强、系统维护方便等优点,该系统在油田数据监测中具有较好的应用前景。

基于SSC-SC方案的移动无线传感器网络系统的性能分析

在N-Nakagami信道下,研究了结合切换驻留合并(SSC)与选择合并(SC)的移动无线传感器网络系统的平均符号误码率(ASEP)和中断概率(OP)性能.基于矩生成函数(MGF)的方法,推导了系统采用相移键控调制(PSK)、正交幅度调制(QAM)、脉冲幅度调制(PAM)等的ASEP的精确表达式;同时,也推导出了系统中断概率(OP)的精确闭合表达式,然后对不同系统条件下的性能做了数值仿真,验证了理论分析结果的正确性.仿真结果表明:随着分集支路数、衰弱系数的增加,衰弱因子的减小,系统的ASEP和OP性能得到了很好的改善.

单管无线电能传输系统补偿网络的优化设计

为优化单管无线电能传输系统主电路各元件的参数,降低系统能量损耗,提高系统传输效率及功率因数,讨论了2种不同的次级电路补偿网络。比较了所提单管感应耦合式电能传输(ICPT)系统补偿网络与其他类型ICPT系统补偿网络的异同,分析了次级线圈串联和并联谐振补偿网络的特殊性,以及2种补偿网络下各参数间的关系,阐述了次级电路选择并联补偿网络明显优于串联补偿网络的原理,完成了主电路的参数优化设计。实验表明优化后的单管无线电能传输系统补偿网络可使整个系统具有较高的传输效率和功率因数。

基于ZigBee的高压开关柜无线温湿度监测系统

针对高压开关柜温湿度监测的迫切性及其内部不允许布置额外的电缆线等特点,提出基于ZigBee技术的无线温湿度监测方案。系统的实现基于TI公司的ZigBee解决方案CC2430&Z-Stack和温湿度传感器SHT71,详细讨论硬件设计、软件设计和ZigBee网络终端节点的低功耗问题。系统可以完成对高压开关柜的温湿度监测,有效地防止事故的发生,可靠性高、安装方便、终端感测节点功耗低,取得了良好的现场试用结果,是高压开关柜温湿度监测的理想解决方案。

基于预认证的无线Mesh网络快速切换认证技术方案

为了保证无线Mesh网络链路切换过程的快速与安全性,运用了CPK标识认证技术,参照了IKEv2认证与密钥交换协议的设计方法,按照安全协议设计原则,设计了基于预认证的无线Mesh网络快速认证技术方案,包括基于预认证的端到端认证与加密方案和快速重认证方案。通过方案性能与安全性分析,方案在实现安全快速的同时还兼具了很好的性能。

无线传感器网络的能量平衡路由

针对现有无线传感器网络中路由协议产生“热点区域”问题,提出了一种能量平衡的路径选择算法.该算法通过平衡最小化传输能量路由和最大化最小节点剩余能量路由,以达到网络能耗均匀分布.在定向扩散协议(DD)的基础上,设计了能量平衡的路由协议(EBDD),该协议在路径探测消息中通过增加新字段来记录途经节点的剩余能量信息,并利用标签交换方法建立通往数据源的路径.sink节点采用所提算法选择路径,并通过标签交换把路径增强消息路由到数据源,其目的是对随后将要传送数据的路径进行确认.仿真实验表明,EBDD在能量均衡方面明显优于DD,当相关参数设定为2时,采用EBDD的网络寿命比采用DD的延长5%.

矿井移动设备无线宽带传输关键技术研究

针对矿井移动设备难以监控的问题,提出了基于有线/无线混合网络平台的矿井移动设备无线宽带传输系统;给出了系统架构,研究了矿井复杂巷道无线信号传输理论、移动设备定向无线漫游切换、矿井长距离多跳链状传输等关键技术;介绍了矿用无线交换机、矿用无线中继装备、矿用无线终端、矿用智能综合接入网关等系统核心设备的设计;探讨了该系统在无极绳绞车无线视频监控系统中的应用模式。

网络演算理论及其在分组交换网中的应用

针对分组交换网性能评价问题,首先运用确定网络演算理论与方法,分析了航空全双工交换以太网(AFDX,Avionics Full DupleX Switched Ethernet)中数据传输的性能,证明了AFDX数据传输的确定性,给出了保障可靠数据传输网络参数的配置方案;其次,围绕有线-无线混合(WcW)网中贯穿流的随机特性,利用随机网络演算理论与方法,分析并推导出了WcW网络的数据传输性能边界。