無線Ad Hoc和傳感器網絡關鍵技術研究.pdf

1、無線AdHoc和傳感器網絡作為新一代無線通信網絡，其許多優(yōu)良特性為它在民用和軍事通信領域占據了一席之地。無線AdHoc和傳感器網絡的復雜無線信道、分布式特征使其面臨著許多理論和關鍵技術問題，有些問題只是處于初始階段，亟待研究。本文研究了無線AdHoc&傳感器網絡若干理論與關鍵技術。研究內容包括基于信息事件沖突圖理論的AdHoc網絡傳輸容量和網絡性能；層狀分簇型無線AdHoc網絡的路由算法、定位、吞吐量、簇間傳輸容量的上下界問題：基于協作

2、分集技術的無線AdHoc網絡吞吐量、基于節(jié)能的無線傳感器網絡通信機制和網絡吞吐量性能：基于非相干檢測的傳感器網絡吞吐量以及網絡定位系統(tǒng)；基于概率圖理論的無線傳感器網絡覆蓋性與選路策略，以及具有強連通魯棒性的傳感器網絡構造算法。 無線AdHoc網絡節(jié)點間的并發(fā)信息傳送所造成的節(jié)點間相互干擾是影響網絡傳輸性能的主要因素之一。本文首先從無線AdHoc網絡節(jié)點問的信息流量角度研究了無線AdHoc網絡的傳輸容量和網絡性能，以節(jié)點間信息事件

3、沖突圖為理論工具研究了節(jié)點間干擾對傳輸容量和網絡性能的影響，從理論上證明了節(jié)點間信息流成功傳輸的一個充分條件，并給出了節(jié)點間信息流量的一個擬合方程。 提出了層狀分簇型AdHoc網絡的路由算法、定位算法并研究了其吞吐量性能。從信息理論角度嚴格論證了無線移動AdHoc網絡的簇間傳輸容量的上下界，給出了該界的具體表達式。對于疊交型AdHoc網絡，推導出了其吞吐量上界，該上界隨著用戶節(jié)點的不斷增多而趨于零。 對基于協作分集技術的

4、AdHoc網絡吞吐量問題進行了深入研究，建立了協作分集模型，推導出了在該模型下AdHoc網絡的吞吐量具體表達式，這不僅從理論上證明了協作分集技術可以提高AdHoc網絡的吞吐量性能，還為進一步討論協作選擇策略等技術方案在AdHoc網絡中的應用效果提供理論上的判斷依據。 針對無線傳感器網絡的功率控制重要性，提出了一個節(jié)能的無線傳感器網絡通信機制，并在該機制下，從理論上推導出了能量約束下的網絡最大可達吞吐量。并指出吞吐量性能和網絡中繼

5、節(jié)點跳數之間的權衡問題，推導出能耗最小的中繼節(jié)點跳數的數學表達式。設計了一個傳感器網絡定位系統(tǒng)，并將非相干信號檢測技術應用于UWB無線傳感器網絡，通過仿真表明可以提高其吞吐量性能。 針對無線傳感器網絡中節(jié)點的傳感半徑、節(jié)點數據傳輸半徑與連通覆蓋性之間的內在聯系問題，基于幾何概率理論，推導出了一個節(jié)點傳感半徑的數學刻畫。另外，還分析了無線傳感器網絡的連通覆蓋問題，推導出了一個節(jié)點蘇醒概率不等式，其可作為網絡連通性不受到破壞的判斷尺