检索结果-内蒙古大学图书馆

通信学报 2018年第11期39卷 156-169页

作者：王继红石文孝东北电力大学电气工程学院吉林吉林132012 吉林大学通信工程学院吉林长春130012

路由协议能实现认知无线传感器网络(CRSN, cognitive radio sensor network)内部感知数据的有效汇聚传输,尤其是分簇路由协议能进一步降低路由选择的复杂度、提升网络可扩展性,对整体网络性能至关重要。因此,针对CRSN分簇路由协议进行... 详细信息

路由协议能实现认知无线传感器网络(CRSN, cognitive radio sensor network)内部感知数据的有效汇聚传输,尤其是分簇路由协议能进一步降低路由选择的复杂度、提升网络可扩展性,对整体网络性能至关重要。因此,针对CRSN分簇路由协议进行综述研究。首先,在简要介绍CRSN分簇概念和优势的基础上,阐述CRSN分簇算法设计考虑的主要因素。其次,探讨CRSN分簇路由协议设计面临的挑战及应遵循的基本设计原则。再次,系统的分析和总结CRSN分簇路由协议的研究现状。最后,指出CRSN分簇路由协议研究中亟待解决的问题及未来的研究方向。

关键词：认知无线传感器网络分簇路由协议信道分配跨层

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认知无线传感器网络中能耗有效的协作频谱感测算法

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通信学报 2015年第3期36卷 49-59页

作者：虞贵财龙承志向满天南昌大学信息工程学院江西南昌330031

提出了一种新的认知无线传感器网络中能耗有效的协作频谱感测算法。首先,为了降低分布式传感节点的能耗,假定传感节点的瞬时信噪比和平均信噪比已知,分析频谱感测节点的能耗与最优检测门限值之间的数学模型。然后,结合感测节点选择和判... 详细信息

提出了一种新的认知无线传感器网络中能耗有效的协作频谱感测算法。首先,为了降低分布式传感节点的能耗,假定传感节点的瞬时信噪比和平均信噪比已知,分析频谱感测节点的能耗与最优检测门限值之间的数学模型。然后,结合感测节点选择和判决门限设定理论,研究基于判决节点选择的有效协作频谱感测方案。理论分析和仿真结果表明,算法有效地降低了认知传感器网络的节点总能耗,提高了能耗效率。

关键词：认知无线传感器网络检测概率能耗协作频谱感测检测门限

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认知无线传感器网络的协作频谱感知

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信息与控制 2015年第4期44卷 430-435页

作者：许驰郑萌梁炜于海斌中国科学院沈阳自动化研究所辽宁沈阳110016 中国科学院网络化控制系统重点实验室辽宁沈阳110016 中国科学院大学北京100049

为了提高无线传感器网络在过度拥挤的ISM(industrial scientific medical)频段的传输性能,结合认知无线电的协作频谱感知技术,提出了一种新的认知无线传感器网络架构.网络中的认知节点采用能量检测算法对本地的多信道进行联合检测及局... 详细信息

为了提高无线传感器网络在过度拥挤的ISM(industrial scientific medical)频段的传输性能,结合认知无线电的协作频谱感知技术,提出了一种新的认知无线传感器网络架构.网络中的认知节点采用能量检测算法对本地的多信道进行联合检测及局部判决.汇聚节点对协作的认知节点上传的局部感知结果进行决策融合,并根据全局判决结果调度传感节点在最佳信道进行通信.在满足信道检测率要求的前提下,以最大化网络吞吐量为目标,对协作感知的决策融合准则和认知节点数量进行了优化.仿真结果表明,优化后的协作感知策略仅需少量的认知节点即可保证网络的可靠传输,在降低网络能耗和设备成本的同时,显著提升网络吞吐量.

关键词：认知无线传感器网络能量检测多信道联合检测协作频谱感知决策融合吞吐量

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认知无线传感器网络新型SVM频谱感知策略

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空军工程大学学报（自然科学版） 2017年第4期18卷 73-78页

作者：王晓东陈长兴任晓岳林兴空军工程大学理学院西安710051

阐述了基于认知无线传感器网络背景运用支持向量机的可行性。针对低信噪比噪声复杂性高的无线环境,单一的识别方法难以获得相对准确的结果。基于隐马尔可夫模型(Hidden Markov Model,HMM)对传统SVM频谱感知算法进行了优化,采用多个分类... 详细信息

阐述了基于认知无线传感器网络背景运用支持向量机的可行性。针对低信噪比噪声复杂性高的无线环境,单一的识别方法难以获得相对准确的结果。基于隐马尔可夫模型(Hidden Markov Model,HMM)对传统SVM频谱感知算法进行了优化,采用多个分类器集成降低识别错误和增强识别鲁棒性。采用最小二乘法将线性不等式约束转化为线性约束得到最优超平面来分割主信号和噪声干扰,对主用户状态进行决策,最后与传统能量检测算法比较性能。仿真结果表明,基于SVM频谱感知性能更接近理论值,比能量检测更为可靠与准确,错误率为1.6%,在低SNR下检测概率比能量检测高出18%,具有更优的检测性能与鲁棒性。

关键词：认知无线传感器网络频谱感知支持向量机隐马尔可夫模型能量检测

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认知无线传感器网络中基于稳定性的能效路由协议

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计算机科学 2018年第11期45卷 97-102页

作者：朱江雷云王雁重庆邮电大学移动通信技术重庆市重点实验室重庆400065

在认知传感器节点构建无线传感器网络的过程中,为了降低节点的能量消耗和提高数据的传输能力,提出一种基于稳定性的能效路由协议。该协议引入了稳定性因子,通过采用授权用户占用信道模型建模,并不断调整稳定性因子来研究路径选择与系统... 详细信息

在认知传感器节点构建无线传感器网络的过程中,为了降低节点的能量消耗和提高数据的传输能力,提出一种基于稳定性的能效路由协议。该协议引入了稳定性因子,通过采用授权用户占用信道模型建模,并不断调整稳定性因子来研究路径选择与系统能量消耗的关系,找出一种受主用户影响最小的合理路径选择方案,减少链路失效的次数,提高数据传输能力,且保证较小的能量消耗,从而有效地均衡网络能量,延长网络生命周期。模拟的结果与理论分析结果一致,且表明所提出的协议在能量消耗和数据传输能力方面都具有更好的表现。

关键词：认知无线传感器网络稳定性能效网络生命周期

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认知无线传感器网络绿色协作频谱感知技术研究

认知无线传感器网络绿色协作频谱感知技术研究

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作者：张雪中南民族大学

学位级别：硕士

认知无线传感器网络(Cognitive Wireless Sensor Network,CWSN)将认知无线电(Cognitive Radio,CR)应用到无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSNs)能够有效解决传统的无线传感器网络频谱资源稀少的问题。频谱感知作为认知无线传... 详细信息

认知无线传感器网络(Cognitive Wireless Sensor Network,CWSN)将认知无线电(Cognitive Radio,CR)应用到无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSNs)能够有效解决传统的无线传感器网络频谱资源稀少的问题。频谱感知作为认知无线传感器网络关键技术之一,为发现并伺机接入空闲的授权频段以提高频谱资源的利用率提供了技术支撑。有效的高能效绿色协作频谱感知模型不仅能准确刻画感知中的能量消耗,还可以实现主用户和次用户之间的频谱共享,有效提高资源利用率。首先阐述了CWSNs中现有协作频谱感知模型的特点。根据次用户的行为方式,将CWSNs中的协作频谱感知技术可以分为非协作和协作两种模型。针对非协作模型的协作频谱感知,从隐藏节点、遮蔽效应、多路径衰退、不稳定无线通信等4个方面介绍了非协作频谱感知面临的问题。围绕能量消耗,协作模型的协作频谱感知又包括审查、分簇、用户选择和两次检测四类。并详细比较分析了四种协作模型的性能。围绕高能效绿色协作频谱感知技术,本文从审查和两次检测两个角度分别提出了基于决策传输的协作频谱感知算法和基于两次感知的协作频谱感知算法。(1)次用户和融合中心之间的决策传输(Decision Transmission,DT)作为协作频谱感知至关重要的一个部分,在协作频谱感知中扮演关键性的角色。在传统的DT中,每个次用户使用一个正交信道传送本地决定给FC,没有考虑传输中包错误和包丢失,加重了频谱稀缺和能量消耗。本文提出了一种考虑了包错误和包丢失的节能可靠决策传输模型(Energy-efficient and Reliable Decision Transmission,ERDT)。首先给出了基于DT的协作频谱感知的数学模型,在严格的数学推理下,分别分析比较了基于逻辑OR-rule和AND-rule下,ERDT和DT在三种情形下的决策正确率和能量消耗:1)只有比特错误;2)只有包丢失;3)同时存在比特错误和包丢失。详细的仿真结果表明,与DT相比,提出的ERDT可以提高协作频谱感知的决策正确率,并减少能量消耗。当主用户的存在概率为50%时,协作频谱中ERDT的能量消耗只有DT的一半。此外,当协作频谱感知中有30个次用户,主用户存在概率是50%,包丢失率和比特错误率都是0.05时,协作频谱感知中ERDT的决策正确率接近1。(2)协作频谱感知技术综合多个节点的检测数据能够克服单节点感知由于通信环境不理想带来的低检测率弊端,有效提高系统的检测精度。然而传统的协作频谱感知会产生多余的传输开销和次用户能量消耗。本文提出了结合双阈值能量检测模型和两步检测模型的自适应协作频谱感知算法(Cognitive Adaptive Two-phase Sensing,CATS),在保证检测性能的前提下降低能量消耗。首先给出了CATS的数学模型,然后对CATS的检测概率和能量消耗进行了理论分析。CATS只有第一阶段的检测结果不准确时才执行第二阶段的感知,并根据第一阶段的检测结果以及网络状况自适应调整两个阶段参与协作的次用户数目,即可以减少次用户能量消耗又能够保障协作感知检测精准度。仿真结果表明,与传统的两步检测协作模型相比,提出的CATS算法在保证系统检测精度的同时能够有效减少系统的能量消耗。

关键词：认知无线传感器网络绿色协作频谱感知决策传输两步检测节能

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认知无线传感器网络中频谱管理的能效优化研究

认知无线传感器网络中频谱管理的能效优化研究

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作者：黄华中南大学

学位级别：硕士

认知技术的频谱动态管理在增加网络频谱利用率的同时,必将增加节点的能耗,这对于能量、存储和计算等资源受限的认知无线传感器网络是一个十分严峻的问题,因此如何高效地使用有限的节点能量来延长生存时间,已成为认知无线传感器网络面临... 详细信息

认知技术的频谱动态管理在增加网络频谱利用率的同时,必将增加节点的能耗,这对于能量、存储和计算等资源受限的认知无线传感器网络是一个十分严峻的问题,因此如何高效地使用有限的节点能量来延长生存时间,已成为认知无线传感器网络面临的首要挑战。本文以能效优化为目标,考虑频谱效率和能量效率的均衡,对认知无线传感器网络中的频谱检测和频谱决策技术进行研究。首先,通过分析协作频谱检测的全局误警率和检测率,结合筛选机制和休眠调度机制,对协作频谱检测的多目标优化问题进行建模；通过相对基学习初始化种群并利用竞赛机制进行变异操作,提出一种快速多目标差分进化算法来求解频谱检测的多目标优化问题,为了加快算法收敛速度和维持解的多样性,设计一种交叉参数动态变化方法和种群选择方案,在均衡检测性能和能量效率的同时为频谱决策提供准确有效的信息。然后,在实现频谱检测多目标优化的基础上,通过信道表征与网络能效分析,建立了一种自适应频谱决策框架；基于该决策框架,建立学习模型并设计学习策略选取方案,提出一种基于分布式策略估计Q学习的信道和功率联合决策算法,降低协作通信开销,减少能量消耗；同时根据状态行为对被访问的次数,设计学习率的动态调整方法,加快学习算法的收敛速度,实现网络能效的最大化,进而延长网络生存时间。最后,利用Matlab网络仿真工具对本文提出的协作频谱检测多目标优化和频谱决策能效优化算法进行仿真实验,验证算法的有效性。图28幅,表2个,参考文献79篇。

关键词：认知无线传感器网络能效优化频谱检测频谱决策差分进化增强学习

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认知无线传感器网络分簇路由算法研究

认知无线传感器网络分簇路由算法研究

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作者：王俊喜长春理工大学

学位级别：硕士

认知无线传感器网络作为当下研究热点话题,是多领域融合的分布式网络,由传统无线传感器网络结合认知技术演化而来。认知无线传感器网络应用场景众多,由众多技术共同维护,其中认知能力、路由算法设计是维护其稳定高效运作的关键技术,频... 详细信息

认知无线传感器网络作为当下研究热点话题,是多领域融合的分布式网络,由传统无线传感器网络结合认知技术演化而来。认知无线传感器网络应用场景众多,由众多技术共同维护,其中认知能力、路由算法设计是维护其稳定高效运作的关键技术,频谱感知作为认知技术的核心之一决定了整个网络的实用性及使用价值,路由算法设计决定了整体网络的生命周期。在无线传感器网络路由算法中引入认知无线电的认知能力能有效缓解频谱资源压力,提高网络实用性。适用于认知无线传感器网络的路由算法设计已经成为热点研究课题。论文对认知无线传感器网络分簇路由算法进行研究,以期在认知无线传感器网络技术研究的当前阶段中,解决频谱感知方法复杂,路由算法的设计可以更加优化等问题。论文的研究内容和成果主要分为以下三个部分:(1)首先针对认知无线传感器网络的频谱感知技术进行研究,适配了一种分簇结构下的集中式频谱感知模型,该模型为接下来的分簇路由算法研究奠定了认知技术结合无线传感器网络的基础。通过对该模型的检测概率、虚警概率及通信能耗等分析,为研究路由算法提供了最佳簇数等条件。(2)其次针对认知无线传感器网络分簇路由算法设计中簇首选举不合理、入簇模式不严谨等问题,面向较密集的传感器网络提出了一种适用于CRSN的改进的稳定选举路由算法。算法改进了簇首选举方法,结合双能量阈值及新的入簇机制设计了稳定低负载的分簇结构。仿真结果显示,在频谱感知结果准确的条件下,算法能有效地提高网络生存周期、降低整体能耗。(3)最后针对认知无线传感器网络分簇路由算法设计中数据传输路径选取不规范、多跳选择可以更优的问题,面向较稀疏的传感器网络提出了一种能耗均衡的多跳多路径认知分层路由算法,算法先确定了较优的候选簇首,再根据候选簇首的频谱能量等级选举簇首,优化了簇结构。通过公共控制信道广播路由请求,接收到多条候选路径。随后,比较通信成本优化传输路径。仿真分析表明,该算法分簇结构合理,传输路径更优,均衡了能量消耗,网络稳定性更高。

关键词：认知无线传感器网络路由算法频谱感知分簇结构路径规划

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认知无线传感器网络协作频谱感知技术的研究

认知无线传感器网络协作频谱感知技术的研究

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作者：金燕君南京邮电大学

学位级别：硕士

认知无线传感网可以合理利用空闲的授权频段来克服传统无线传感器网络的频谱资源短缺这一发展瓶颈。认知无线传感网与经典无线传感器网不同,认知无线传感网除了常规的在ISM频段进行通信外,还利用感知技术,在授权频段内,利用频谱空穴进... 详细信息

认知无线传感网可以合理利用空闲的授权频段来克服传统无线传感器网络的频谱资源短缺这一发展瓶颈。认知无线传感网与经典无线传感器网不同,认知无线传感网除了常规的在ISM频段进行通信外,还利用感知技术,在授权频段内,利用频谱空穴进行通信,因此改善了无线传感器网的性能;另外,认知无线传感网又是基于无线传感器网的,存在节点能力弱,需要考虑节能以及节点协作等问题,不能直接套用传统认知无线电网络的技术,所以本文要研究认知无线传感器网对于授权频段的感知技术。认知功能的首要任务是检测授权频段以及对主用户的存在与否进行判断。频谱感知作为认知无线传感网的关键技术,得到广泛深入的研究。本文研究了基于双门限能量检测的协作频谱感知性能的优化方案,首先,固定双门限能量检测的检测门限值,对表决融合准则的投票门限进行优化,使得在该能量检测门限值条件下,协作频谱感知的全局错误概率最小;然后在表决融合准则的投票门限取最优值的前提下,对双门限能量检测的检测门限值进行了优化,在不同接收信噪比条件下,最优的检测门限值是动态的,所以要根据信噪比确定最优的检测门限值,使得协作频谱感知的全局错误概率在各信噪比条件下都达到最小值,从而提高了协作频谱感知的性能。仿真结果表明,表决融合准则的投票门限和双门限能量检测的检测门限值取得各自的最优值时,全局错误概率最低,检测性能最好。由于信道衰落,主用户与节点间的感知信道是时变的。本文中,提出了一种多时隙检测模式,节点独立的在各时隙内检测授权频段的状态并对各时隙的判决结果进行融合并作出判决,无线传感网进行分簇,簇首接收到簇内各节点传送的判决结果后,对它们进行融合得出判决结果,然后簇首将各自的判决结果传送给融合中心,融合中心再次进行融合并得出最终判决结果,故在频谱感知过程中,认知无线传感器网络需要进行三步融合。而且,我们对簇的个数和感知时隙的个数进行了优化,使得吞吐量能耗比达到最大值。根据仿真结果,在主用户得到充分保护的前提下,当感知时隙的个数和簇的个数达到最优值时,吞吐量能耗比达到最大值。

关键词：认知无线传感器网络多时隙吞吐量能耗三步融合动态双门限能量检测表决融合准则优化全局错误概率

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认知无线传感器网络的合作频谱感知算法及安全机制研究

认知无线传感器网络的合作频谱感知算法及安全机制研究

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作者：刘建志上海交通大学

学位级别：硕士

无线传感器网络由于具有成本低、易于部署、自组织等特点受到了广泛的关注,并且在军事、环境、家居和工业监测等方面得到了很好的应用。认知无线传感器网络利用动态频谱接入技术可以使无线传感器节点选用高质量的信道,发现并扩展传感器... 详细信息

无线传感器网络由于具有成本低、易于部署、自组织等特点受到了广泛的关注,并且在军事、环境、家居和工业监测等方面得到了很好的应用。认知无线传感器网络利用动态频谱接入技术可以使无线传感器节点选用高质量的信道,发现并扩展传感器网络的可用频段,提升传统无线传感器网络的抗干扰能力和频谱利用能力。合作频谱感知作为认知无线传感器网络频谱发现和利用的基础和前提,感知精度将直接影响动态频谱接入和切换技术的应用,因此受到学术界和工业界的广泛关注。频谱使用的分布图谱能够很好的为认知无线传感器网络提供频谱复用指导。论文从频谱信号分布图谱生成出发,充分利用传感器网络的协作能力和分布式计算能力,研究了分布式一致性合作感知算法。针对合作感知中的数据篡改攻击,设计了确保感知精度的安全防御机制。论文首先研究了认知无线传感器网络中频谱信号分布的分布式一致性合作感知算法,将频谱信号的合作感知扩展到分布式认知无线传感器网络中。利用基函数分解来将函数逼近问题转化成为系数向量的估计问题,并且利用模型选择来提高感知结果的泛化能力。通过引入辅助变量对问题进行完全解耦,最终利用交替乘子法得到分布式一致性的算法。仿真表明算法可以达到与集中式算法同样的感知性能。针对频谱信号分布的合作感知过程中的数据篡改攻击,设计了双层处理机制的安全算法。上层有效数据筛选机制通过分析观测数据之间的联系,以预先布置的可信节点的观测值为基准,构造可信度指标并且据此进行来对篡改数据进行检测和排除,筛选出有效数据集合。下层安全数据融合机制通过利用有效数据集中恶意数据的稀疏特性,引入相应约束条件,可以实现在对恶意数据的进一步检测和排除的同时消除这些恶意数据对最终估计结果的影响,得到准确的频谱信号分布感知结果。

关键词：认知无线传感器网络合作频谱感知分布式一致性估计安全机制数据篡改攻击

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