基于功率控制的无线体域网能量有效传输策略研究
发布时间:2020-12-09 13:58
随着各种传感器不断微型化、智能化,以及近年来无线通信技术的迅速发展,逐渐孕育出了与人体区域相关的无线体域网(Wireless Body Area Networks,WBAN)。无线体域网的便利性和实用性使其广泛应用在健康医疗、休闲娱乐、军事作战等领域。由于传感器节点的电池容量十分有限,频繁地更换电池会降低用户体验,因此能量问题严重制约了无线体域网的发展。另外,人体移动性对无线信道造成的影响使得无线体域网中的节能问题更具挑战,在无线体域网中采用合理的功率控制机制提高能量效率将成为未来的一个重要研究方向。首先,本文介绍了无线体域网的研究背景、应用场景及其研究现状,并着重描述了IEEE 802.15.6标准,包括物理层技术、接入模式、网间干扰处理技术以及不同应用场景下的无线信道模型。然后,针对无线体域网能量资源严重受限问题,提出了一种适用于单个无线体域网信道特性的功率控制算法。该算法不需要额外的通信开销,协调器节点在每个超帧初始阶段以固定发送功率广播信标帧,传感器节点根据信标帧的接收信号强度(Received Signal Strength Indicator,RSSI)计算出当前路径损耗估...
【文章来源】:重庆邮电大学重庆市
【文章页数】:65 页
【学位级别】:硕士
【文章目录】:
摘要
abstract
注释表
第1章 引言
1.1 研究背景
1.2 应用场景
1.3 研究现状
1.3.1 MAC层协议研究现状
1.3.2 功率控制传输策略研究现状
1.4 本文主要工作
1.5 本文结构安排
第2章 无线体域网概述
2.1 无线体域网的基本概念
2.2 IEEE802.15.6 标准
2.2.1 PHY层
2.2.2 MAC层
2.3 无线体域网的信道模型
2.3.1 体内信道模型
2.3.2 体表信道模型
2.3.3 体外信道模型
2.4 本章小结
第3章 单个无线体域网内的功率控制算法
3.1 研究背景及问题描述
3.2 系统模型
3.3 可靠性分析
3.4 分布式功率控制算法
3.4.1 路径损耗估计
3.4.2 权重因子调整
3.4.3 分布式功率控制算法
3.5 仿真分析
3.5.1 仿真环境设置
3.5.2 仿真结果分析
3.6 本章小结
第4章 多个无线体域网间的功率控制算法
4.1 研究背景及问题描述
4.2 系统模型
4.2.1 移动模型
4.2.2 网络模型
4.3 基于功率控制的非合作博弈
4.3.1 博弈模型
4.3.2 纳什均衡
4.4 自适应功率控制算法
4.4.1 自适应惩罚因子
4.4.2 功率控制算法
4.5 仿真分析
4.5.1 仿真环境设置
4.5.2 仿真结果分析
4.6 本章小结
第5章 总结与展望
5.1 工作总结
5.2 未来展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间从事的科研工作及取得的成果
【参考文献】:
期刊论文
[1]Energy-efficient Medium Access Approach for Wireless Body Area Network Based on Body Posture[J]. WANG Feng,HU Fengye,WANG Lu,DU Yu,LIU Xiaolan,GUO Gang. 中国通信. 2015(12)
[2]基于无线体域网的传输功率控制和调度算法[J]. 王志军,胡封晔,尹颖奇,刘小兰. 通信学报. 2015(10)
[3]A Game Theoretic Approach for Inter-Network Interference Mitigation in Wireless Body Area Networks[J]. Du Dakun,Hu Fengye,Wang Feng,Wang Zhijun,Du Yu,Wang Lu. 中国通信. 2015(09)
[4]A Novel Energy Efficient MAC Protocol for Wireless Body Area Network[J]. LIU Jing,LI Ming,YUAN Bin,LIU Wenlong. 中国通信. 2015(02)
本文编号:2906976
【文章来源】:重庆邮电大学重庆市
【文章页数】:65 页
【学位级别】:硕士
【文章目录】:
摘要
abstract
注释表
第1章 引言
1.1 研究背景
1.2 应用场景
1.3 研究现状
1.3.1 MAC层协议研究现状
1.3.2 功率控制传输策略研究现状
1.4 本文主要工作
1.5 本文结构安排
第2章 无线体域网概述
2.1 无线体域网的基本概念
2.2 IEEE802.15.6 标准
2.2.1 PHY层
2.2.2 MAC层
2.3 无线体域网的信道模型
2.3.1 体内信道模型
2.3.2 体表信道模型
2.3.3 体外信道模型
2.4 本章小结
第3章 单个无线体域网内的功率控制算法
3.1 研究背景及问题描述
3.2 系统模型
3.3 可靠性分析
3.4 分布式功率控制算法
3.4.1 路径损耗估计
3.4.2 权重因子调整
3.4.3 分布式功率控制算法
3.5 仿真分析
3.5.1 仿真环境设置
3.5.2 仿真结果分析
3.6 本章小结
第4章 多个无线体域网间的功率控制算法
4.1 研究背景及问题描述
4.2 系统模型
4.2.1 移动模型
4.2.2 网络模型
4.3 基于功率控制的非合作博弈
4.3.1 博弈模型
4.3.2 纳什均衡
4.4 自适应功率控制算法
4.4.1 自适应惩罚因子
4.4.2 功率控制算法
4.5 仿真分析
4.5.1 仿真环境设置
4.5.2 仿真结果分析
4.6 本章小结
第5章 总结与展望
5.1 工作总结
5.2 未来展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间从事的科研工作及取得的成果
【参考文献】:
期刊论文
[1]Energy-efficient Medium Access Approach for Wireless Body Area Network Based on Body Posture[J]. WANG Feng,HU Fengye,WANG Lu,DU Yu,LIU Xiaolan,GUO Gang. 中国通信. 2015(12)
[2]基于无线体域网的传输功率控制和调度算法[J]. 王志军,胡封晔,尹颖奇,刘小兰. 通信学报. 2015(10)
[3]A Game Theoretic Approach for Inter-Network Interference Mitigation in Wireless Body Area Networks[J]. Du Dakun,Hu Fengye,Wang Feng,Wang Zhijun,Du Yu,Wang Lu. 中国通信. 2015(09)
[4]A Novel Energy Efficient MAC Protocol for Wireless Body Area Network[J]. LIU Jing,LI Ming,YUAN Bin,LIU Wenlong. 中国通信. 2015(02)
本文编号:2906976
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