体域网间干扰关键技术研究

发布时间：2017-05-25 11:07

  本文关键词：体域网间干扰关键技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着无线技术的发展，物联网技术正走进人类生活的各个方面。无线传感器网络技术使物体联入因特网成为可能。为满足降低医疗成本，支撑人体生理参数检测和疾病预防的需求，体域网作为一种医疗应用的传感网应运而生。体域网不仅在医疗领域有着巨大的应用价值，在消费电子、运动训练、安全生产、身份认证、军人防护以及航空领域也是一项充满前景的技术。由于其广阔的应用领域，吸引了学术界和工业界越来越多专业人士投身于体域网的研究工作。体域网目前仍处于初期发展阶段，面临一系列技术挑战。 由于人的社会性，实际应用中多个体域网常出现在一个社交场所，体域网间通信范围的重叠，导致严重的网间干扰。网间干扰会降低体域网的可靠性和能效性。所以研究体域网间干扰问题，并设计服务于体域网的干扰缓解算法具有重要的理论价值和研究意义。 传统网络中干扰缓解技术已经有了较为完善的研究，但由于体域网分布式工作方式，网络间缺乏协调和信息交换机制，使得这些算法不能直接应用于体域网。我们针对体域网的特点，应用博弈论作为体域网决策过程的数学分析基础，设计体域网间干扰缓解算法。 本文首先对体域网间干扰问题进行分析，建立共存体域网的干扰模型。根据干扰模型提出功率优化问题，并应用博弈方法论构建体域网间功率控制博弈。在证明功率均衡存在性的前提下，设计分布式功率控制算法达到最优功率分配点，有效提高网间干扰环境下共存体域网总的传输率，改善体域网的数据通信质量。 针对分布式功率控制算法存在体域网间信息开销较大和功耗较高的缺陷，本文以最大化共存体域网的传输率同时最小化功耗开销为目标，提出新的功率优化问题。根据博弈理论，构造以网络传输率和功耗之间折中为收益函数的体域网间功率博弈，并证明其纳什均衡点的存在性。在此基础上，提出一种改进的轻量级的基于功率控制机制的体域网间干扰缓解算法。对比上述算法，新算法在降低体域网间信息开销的同时，获得趋近于前者算法的网络传输率性能，，并降低了体域网的功耗，是一种兼顾共存体域网通信质量与功耗的有效算法。此外，新算法还给出惩罚因子作为调节网络传输率和功耗之间折中的接口，体域网可以根据应用场景和服务质量要求来设置惩罚因子以满足不同应用的需求。 本文是针对体域网的可靠性要求，从网间干扰方面对体域网展开理论研究。文中所做工作为多体域网共存环境下的网间干扰问题提供缓解方案和协调策略，对体域网在可靠性和资源调度方面的研究有一定的理论借鉴意义。
【关键词】：体域网 网间干扰 博弈论 功率控制
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN929.5;TP391.44
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-19
• 1.1 课题研究背景11-12
• 1.2 课题研究现状及意义12-16
• 1.2.1 研究现状12-15
• 1.2.2 研究意义15-16
• 1.3 本文研究工作和内容结构16-19
• 1.3.1 主要研究工作16
• 1.3.2 内容结构16-19
• 第2章 体域网概述19-33
• 2.1 体域网的概念19-20
• 2.2 IEEE 802.15.6 标准20-25
• 2.2.1 IEEE 802.15.6 物理层规范20-22
• 2.2.2 IEEE 802.15.6 MAC 层规范22-24
• 2.2.3 体域网共存机制24-25
• 2.3 信道25-29
• 2.3.1 传播场景25-26
• 2.3.2 信道特性描述26-27
• 2.3.3 体表信道模型27-29
• 2.4 体域网的应用29-32
• 2.5 本章小结32-33
• 第3章 博弈论33-41
• 3.1 博弈论基本概念33
• 3.2 博弈论的产生及发展33-34
• 3.3 博弈论模型简介34-36
• 3.4 博弈的分类36
• 3.5 纳什均衡36-39
• 3.5.1 纳什均衡的定义36-38
• 3.5.2 纳什均衡的性质38
• 3.5.3 纳什均衡的求解38-39
• 3.5.4 最佳响应函数39
• 3.6 本章小结39-41
• 第4章 基于功率控制机制的体域网间干扰缓解算法41-55
• 4.1 体域网间干扰分析41-42
• 4.2 系统模型42-44
• 4.3 基于分布式功率控制的网间干扰缓解算法44-53
• 4.3.1 优化问题44-45
• 4.3.2 功率控制博弈45-47
• 4.3.3 功率均衡点47-48
• 4.3.4 分布式功率控制算法48-50
• 4.3.5 仿真结果与分析50-53
• 4.4 本章小结53-55
• 第5章 改进的体域网间干扰缓解算法55-71
• 5.1 功率优化问题55-56
• 5.2 功率控制博弈56-58
• 5.3 功率均衡点58-59
• 5.4 改进的功率控制算法59-60
• 5.5 算法收敛性分析60-61
• 5.6 仿真结果与分析61-70
• 5.7 本章小结70-71
• 第6章 总结与展望71-73
• 6.1 本文总结71
• 6.2 工作展望71-73
• 参考文献73-79
• 作者简介及科研成果79-81
• 致谢81

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 高晖;孙即涛;;超宽带技术及其在无线个域网中的应用[J];中国新通信;2008年03期

2 陆希玉;陈鑫磊;孙光;金德鹏;苏厉;曾烈光;;超宽带体域网信道测量及传输特性分析[J];清华大学学报(自然科学版);2011年11期

3 谷金山,沈连丰;多个无线个域网共存时的性能分析及改善[J];应用科学学报;2005年05期

  本文关键词：体域网间干扰关键技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：393516