智能家居网络中微功率通信路由算法研究

发布时间：2017-06-26 04:02

  本文关键词：智能家居网络中微功率通信路由算法研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：智能家居网络以电力线通信网络和无线网络为载体,具有异构性、动态性及开放性。电力线噪声的突发性和家庭环境的复杂性使得家庭网络变得不可靠,为了满足用户需求为用户提供高可靠性的网络服务,提升家庭网络节点间的通信质量的可靠性成为重要的研究内容。本文主要研究了家庭异构网络的组网模式下的高性能路由算法。首先本文研究了家庭网络的信道特性和节点状态特性,根据隐式马尔科夫过程(Hidden Markov Model,HMM)对节点状态变化过程进行建模,在此基础上根据对节点状态的观测结果,提出网络节点可靠性的动态预测机制。然后面向家庭微功率异构网络一般架构,本文将机会路由思想和传统的最短路径路由技术相结合提出了一种能提升网络可靠性,降低数据分组重传次数,从而降低整条链路上传输时延的高效路由算法。为避免机会路由引起的数据分组重复传输,本文引入CSMA/CA多点协作策略。最后,文章进一步研究了家庭微功率无线网络下的协作路由机制。微功率网络具有功率受限的特点,为了提升网络性能和能量效率,本文在已知节点间信道状态信息的条件下,结合节点协作策略和功率分配机制,提出了一种集中式路由选择策略。同时为了降低算法的复杂性,本文将优化模型分解成协作节点选择和功率分配两个子问题来求解。本文通实时监测网络状态调整路由策略来提升网络性能,提高能量效率。
【关键词】：智能家居网络 机会路由 微功率网络 电力线通信 协作通信
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TU855;TN92;TN913.6
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 符号对照表10-11
• 缩略语对照表11-14
• 第一章 绪论14-20
• 1.1 研究背景及意义14-15
• 1.2 国内外研究现状15-18
• 1.2.1 面向HAN（Home Area Networks）的路由协议16
• 1.2.2 面向NAN（Neighborhood Area Networks）的路由协议16-17
• 1.2.3 面向N2N（NAN To NAN）的路由协议17
• 1.2.4 协作路由技术的应用17-18
• 1.3 论文主要结构和内容安排18-20
• 第二章 智能家居微功率网络结构模型及关键技术20-34
• 2.1 家庭微功率网络模型及特性20-25
• 2.1.1 PLC信道模型及特性20-23
• 2.1.2 家庭环境下的无线信道模型及特性23-24
• 2.1.3 家庭异构网络组网模型24-25
• 2.2 机会路由（Opportunistic Routing，OR）及协作路由技术25-28
• 2.2.1 机会路由技术介绍25-27
• 2.2.2 协作路由技术27-28
• 2.3 节点隐式马尔科夫模型（HMM）的及可靠性分析28-31
• 2.3.1 基于HMM的节点模型28-30
• 2.3.2 HMM模型下节点可靠性分析30-31
• 2.4 路由协议设计准则及性能指标31-33
• 2.4.1 路由协议设计目标32
• 2.4.2 路由协议关键性能指标32-33
• 2.5 本章小结33-34
• 第三章 面向智能家庭微功率网络的机会路由策略34-46
• 3.1 系统模型34-35
• 3.2 基于CSMA/CA多点协作的机会路由策略及其分析35-39
• 3.2.1 无线局域网中的CSMA/CA技术35-37
• 3.2.2 面向PLC异构网络的CSMA/CA多点协作策略37
• 3.2.3 基于CSMA/CA的机会路由传输时间分析37-39
• 3.3 基于最短路径算法的机会路由39-41
• 3.4 仿真结果及分析41-45
• 3.5 本章小结45-46
• 第四章 家庭微功率网络协作路由算法和资源分配46-60
• 4.1 微功率协作网络系统模型46-48
• 4.2 固定中继转发策略及选择算法48-51
• 4.2.1 固定中继转发策略48-50
• 4.2.2 中继选择算法50-51
• 4.3 协作通信中的功率分配51-54
• 4.3.1 单目的节点功率分配问题51-52
• 4.3.2 多同目的节点之间的功率分配问题52-54
• 4.4 仿真分析54-59
• 4.5 本章小结59-60
• 第五章 工作总结与展望60-62
• 5.1 工作总结60-61
• 5.2 未来展望61-62
• 参考文献62-66
• 致谢66-68
• 作者简介68-69

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