电磁纳米网节能编码方法研究进展

电磁纳米网是采用纳米电磁通信方式的无线纳米传感器网络,由大量可相互通信的纳米传感器构成.由于纳米传感器可存储的能量极为有限,能量有效性成为电磁纳米网中必须优先考虑的重要问题.在对采用太赫兹通信的无线纳米传感器网络进行概述的基础上,综述电磁纳米网通信能量相关的开关键控调制方法和节能低码重信道编码的研究现状,探讨电磁纳米网节能编码需要进一步研究的方向.目前,尚鲜见无线纳米传感器网络的中文文献,期望本文能促进国内对无线纳米传感器网络的关注和研究.

无线纳米传感器网络低冲突低复杂度接入控制方法

无线纳米传感器网络是一种新兴的传感器网络,有着非常重要的潜在应用.针对纳米传感器极低处理能力的特点,提出两种低复杂度媒质接入控制方法:无需时钟同步的变周期低冲突接入控制方法和时钟同步下的等周期无冲突接入控制方法.这两种方法通过接入节点与中继节点之间的简单控制包交互来实现较低的冲突概率甚至无冲突.

无线纳米传感器网络高吞吐量无冲突接入控制

无线纳米传感器网络是一种有着重要潜在应用的新兴传感器网络。考虑到纳米传感器的极低处理能力,研究人员提出了具有极低复杂度的基于TS-OOK的接入控制方案。针对该方案存在的数据比特发送会连续冲突及吞吐量较低这两个不足,设计了3种改进型TS-OOK方案:周期固定带宽均分接入控制方案、周期倍增带宽均分接入控制方案和支持优先级的接入控制方案。这3种方案都通过接入节点与中继节点之间的简单控制包交互来实现冲突避免。性能分析表明这3种方案具有更高的吞吐量和更低的传输时延。

肺部太赫兹纳米传感器网络的拓扑结构优化设计

纳米生物传感器以及太赫兹技术的发展能够满足肺部医学数据高速可靠地传输到远程医疗机构的要求,因此体内太赫兹纳米传感器网络在远程肺部健康监测方面有着巨大的应用前景.考虑到纳米节点能量有限且肺部数据传输对时延要求高的问题,提出了一种低时延低能耗(Low Delay Low Energy consumption,LDLE)的拓扑模型.该模型以最小化网络总时延和能耗为目标,将拓扑设计问题转化为混合整数非线性规划模型的求解问题并求解出最优目标.研究表明,网状拓扑结构具有较低网络时延、较高吞吐量以及较长的网络生存期,能满足肺部太赫兹纳米传感器网络的低能耗和低时延的要求.

太赫兹波段无线纳米传感网络上的恒重变长能耗优化编码

无线纳米传感器网络(WNSNs)被认为是当前最有研究和应用价值的热点方向之一。纳米传感器纳米量级的尺寸和当前有限的技术使得能量消耗和储存成为传感器工作的最大限制。所以,如何为这种网络开发节能措施变得尤为重要。基于应用在WNSNs上的TS-OOK(Time Spread On Off Keying)调制方式和能量收集系统(Energy harvest system),综合纳米传感器本身和太赫兹信道通信特点,提出一种恒码重变码长VLCW(Variable length and constant weight)能耗减少编码并基于这种编码建立新型通信系统能耗模型。同时,分析了这种编码对纳米网络能够达到的吞吐量造成的影响。实验对比分析表明,这种VLCW编码在保证纳米传感器一定吞吐量的情况下,能有效减少纳米传感器通信系统总能耗,表现出较好的能耗优化性能。

无线纳米传感网中基于概率的洪泛算法

目前无线纳米传感网为大量应用提供了新的解决方案。纳米传感器资源有限,因此需要新的通信协议。简单的洪泛机制可以应用于基于电磁的无线纳米传感网,但是冗余广播增加了资源使用,影响性能并增加了能量消耗。PBF(Probabilistic Based Flooding)算法被提出并用于无线纳米传感网广播。使用Nano-sim进行了仿真,结果表明PBF算法减少了冗余重传,同时保持了良好的性能。