低功耗无线网络信道共享与并发传输技术研究
发布时间：2022-01-09 10:13
随着信息时代的到来,人们对网络的多样性需求孕育了各式各样的无线网络协议。物联网的不断发展进一步使得越来越多的无线网络设备被部署在同一网络环境中。无处不在的无线网络设备在给人们的生活带来方便的同时也带来严重的设备共存与信道共享问题:如何让众多的无线网络设备合理高效的共享信道空间,在避免相互干扰的前提下提高网络吞吐率?虽然目前已经有很多研究人员针对设备密集环境下的网络信道共享问题开展了大量研究,但现有的研究成果依旧存在以下两方面问题:1)现有技术要么依赖于频繁的网络测量及控制信息交换从而带来巨大的通信开销,要么需要特殊硬件的支持从而提高了设备成本及复杂度,因此十分不适用于能量供给有限且大规模部署的物联网设备;2)现有的信道共享技术通常是以牺牲信道利用率为前提来实现设备共享的,这一方面会带来严重的信道资源浪费,导致吞吐率下降,另一方面不适用于设备部署密度极高的网络环境。综上所述,在设备部署密集、多种协议共存的环境下,如何设计有效的信道共享技术,使得无线网络传输在达到高吞吐目的的同时,还满足低功耗低开销要求,是本文需要解决的主要问题。本文主要包括以下几方面工作和贡献:（i）本文研究了以ZigB...
【文章来源】：西北大学陕西省 211工程院校
【文章页数】：159 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
智能家居系统中的无线设备信道共享问题被贴在各个物品之上的无源标签（RFIDTag）也会不断发送数据给阅读器（RFID
(¨) （3） 随机漫步模型：该模型将节点频偏随时间变化方式描时间内的变化值符合高斯分布。如果将一段t 时刻节点的时钟频偏可表示为： (¨ ) = (¨ ) 通过接下来的实验，我们发现时钟频偏实密切相关。2.2.2 时钟频偏与环境关系研究最近的研究结果表明，影响节点时钟频偏节点工作电压的不稳定性。因此本节通过大量相关性。
图 2.3 节点频偏与电压之间呈线性关系 图 2.4 节点频偏与温度之间呈二次曲线关系频偏的关系，以及不同电压下温度和频偏的关系。根据实验结果（如图 2.3、2.4 所示）我们发现：1）电压和温度对频偏造成的影响是可以线性叠加的。也就是说，频偏温度及电压之间的关系是确定的。这意味着我们可以利用电压和温度的测量值对频进行估计，而不是依赖于高能耗的时间戳交换。2）温度及电压与频偏之间的关系动态变化的。如图图 2.3、2.4 所示，不同温度下，节点频偏对电压的敏感度有所不同同样的，不同电压下，节点频偏对温度的敏感度也有所不同。因此，我们无法在网部署前通过离线测量的方式获得温度及电压与频偏之间的关系。为进一步证明以上实验结果的普适性，我们对 15 个 MicaZ 节点对应的“环境-偏”关系进行了同样的测量。测量结果表明任何节点的“环境-频偏”关系都满足以上律，即该规律具有普适性。2.3时钟频偏模型
本文编号：3578512
【文章来源】：西北大学陕西省 211工程院校
【文章页数】：159 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
智能家居系统中的无线设备信道共享问题被贴在各个物品之上的无源标签（RFIDTag）也会不断发送数据给阅读器（RFID
(¨) （3） 随机漫步模型：该模型将节点频偏随时间变化方式描时间内的变化值符合高斯分布。如果将一段t 时刻节点的时钟频偏可表示为： (¨ ) = (¨ ) 通过接下来的实验，我们发现时钟频偏实密切相关。2.2.2 时钟频偏与环境关系研究最近的研究结果表明，影响节点时钟频偏节点工作电压的不稳定性。因此本节通过大量相关性。
图 2.3 节点频偏与电压之间呈线性关系 图 2.4 节点频偏与温度之间呈二次曲线关系频偏的关系，以及不同电压下温度和频偏的关系。根据实验结果（如图 2.3、2.4 所示）我们发现：1）电压和温度对频偏造成的影响是可以线性叠加的。也就是说，频偏温度及电压之间的关系是确定的。这意味着我们可以利用电压和温度的测量值对频进行估计，而不是依赖于高能耗的时间戳交换。2）温度及电压与频偏之间的关系动态变化的。如图图 2.3、2.4 所示，不同温度下，节点频偏对电压的敏感度有所不同同样的，不同电压下，节点频偏对温度的敏感度也有所不同。因此，我们无法在网部署前通过离线测量的方式获得温度及电压与频偏之间的关系。为进一步证明以上实验结果的普适性，我们对 15 个 MicaZ 节点对应的“环境-偏”关系进行了同样的测量。测量结果表明任何节点的“环境-频偏”关系都满足以上律，即该规律具有普适性。2.3时钟频偏模型
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