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主题:无线技术 下载地址:论文doc下载 原创作者:原创作者未知 评分:9.0分 更新时间: 2024-03-03

无线技术论文范文

无线技术论文

目录

  1. 第一篇无线技术论文范文参考:工业无线mesh网络若干技术的研究
  2. 第二篇无线技术论文样文:面向精细农业的无线传感器网络关键技术研究
  3. 第三篇无线技术论文范文模板:无线网络认证体系结构及相关技术研究
  4. 第四篇无线技术论文范例:异构无线融合网络中无线资源管理关键技术研究
  5. 第五篇无线技术论文范文格式:无线传感器网络若干关键技术的研究

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第一篇无线技术论文范文参考:工业无线mesh网络若干技术的研究

作为微电子技术、嵌入式计算技术和无线通信技术快速发展的结晶,无线传感器网络成为了一种全新的信息获取与处理技术.无线传感器网络由大量传感器节点组成,通过多跳的无线通信的方式形成网络系统,对网络覆盖区域内的数据进行感知、采集和处理.无线传感器网络技术的迅速发展和完善为工业应用提供了实施的可行性,但由于工业现场环境复杂,使得无线技术在其中的应用一直备受挑战.因此,对适用于工业应用的相关无线协议和标准的研究一直在不间断地进行着,并有相关成果推出.

本文围绕适用于工业应用的无线协议进行研究,结合具体应用需求,提出了一种工业无线mesh协议的框架以及符合该协议框架的节点架构;针对mesh网络拓扑结构的特点,提出了一种能同时满足实时性和确定性数据传输的多路径路由算法;就MAC层的资源优化问题,提出了基于智能算法的TDMA优化方案以确保有效时槽调度.在此基础上,通过对符合工业无线mesh协议的网关、终端数据采集节点和无线适配器的研究开发,搭建了符合工业应用需求的无线控制网络实验平台,验证了该协议中路由算法、时间同步机制以及TDMA调度方案的可行性和有效性.

本文主要完成的研究工作和创新点如下:

1.通过对T*P协议和ISA100.11a协议的剖析,结合工业应用需求,提出了一种适用于工业的无线mesh协议框架.该协议框架以OSI7层模型为基础,采用IEEE802.15.4-2006标准作为底层标准;数据链路层基于TDMA调度,建立同步和分时工作机制,并实现通信资源的分配;网络传输层负责节点间安全有效的通信,主要涉及到路由算法的实现;应用层则按照实际需求为用户提供服务.仿真实验和结果分析证明该工业无线()nesh协议框架能较好满足工业无线通信的低功耗、确定性、实时性和可靠性需求.

2.针对mesh拓扑结构中多路径路由引起的数据传输不确定性问题,提出了一种基于最短路径搜寻和路径信息扩散的路由建立和维护算法.该算法首先通过改进型Dijkstra算法寻找源节点到达目的节点的最短路径,然后在此基础上结合蚁群算法和AODV算法中路径信息扩散的思想,为源节点寻找到多条可行优化路径.以路径长度和相交链路数目作为路径选择的标准,并引入节点最低剩余能量约束,保证数据能在多条较优的路径上分散传输.同时就网络中的各种拓扑变化引起的路由变化情况,给出了相应的维护机制.仿真实验和结果分析验证了算法在路径长度、数据包成功到达率以及路由开销等方面的良好性能,为满足数据传输的实时性和确定性要求提供了理论依据和技术支持.

3.就工业无线()nesh网络中的时槽分配调度问题,根据不同优化目标的需求,分别提出了单目标TDMA调度算法和多目标TDMA调度算法.同时通过引入状态切换限制和休眠机制等关键技术,进一步降低了节点能耗,缩短了传输时延,可较好满足工业无线通信中节点低功耗和数据传输实时性的要求.对于单目标TDMA调度问题,通过将遗传算法和模拟退火算法有机结合,提出了一种GSA混合算法,并分别针对时槽分配、能耗和时延三个不同目标,通过仿真实验和结果分析,验证了GSA算法具有良好的求解性能.对于多目标TDMA问题,提出了基于NSGA-II算法的CNSGA-II算法,以节点能耗和平均端对端时延作为优化目标,理论分析和仿真结果表明该算法所得到的Pareto解集具有较好的相对覆盖率和整体前沿扩展性能,能在能耗和时延两个目标参数之间达到较好的平衡状态.

4.在上述研究的基础上,通过对符合工业无线1nesh协议的网关、终端数据采集节点和无线适配器的开发,以及对上位机软件的设计,搭建了符合工业应用需求的无线控制网络系统.采用已完成开发的网关节点、终端数据节点以及上位机软件构成了基于工业无线mesh协议的控制网络实验平台,在此平台上验证了路由建立和维护算法以及TDMA调度算法的有效性和适用性.

第二篇无线技术论文样文:面向精细农业的无线传感器网络关键技术研究

农田是不可增长的自然资源,如何在有限的农田资源基础上,借助先进的科技手段提高农田的生产效率、经济效益与环境效益已经成为我国必须解决的重大课题.以信息技术与农业技术融合为特点的“精细农业”技术成为解决以上问题的关键,而利用无线传感器网络(WSN)技术进行农田信息采集与管理,是目前农业信息技术研究的热点.

无线传感器网络技术集传感器技术、微机电系统技术(MEMS)、无线通信技术、嵌入式计算技术和分布式信息处理技术于一体,具有易布置、易控制、低功耗、通信灵活、低成本等特点.与传统的公网通信技术不同,无线传感器网络是面向应用的、以任务或数据为中心的无线网络技术,无法找到应对各种不同应用领域的统一架构.因此,需要依据不同应用领域和相关需求,设计优化、适用的无线网络结构,并研究相应的组网技术、能量管理、数据管理与融合方法等.

精细农业应用具有作物类型与地势多样、天气状况复杂、监测面积大、传感器节点数量多、各节点往往配置多源信息(各种土壤属性、环境属性与作物生长信息等)、农作物生长周期长等特点,这些特点为面向精细农业的无线传感器网络技术研究带来了挑战.本论文以良好的环境适应性、低功耗、低成本、标准化为目标,以设施农业与大田两种应用对象,研究了面向精细农业的无线传感器网络关键技术,包括网络结构、组网方式、节点定位方法、数据融合方法、能量快速自给与节能策略,并介绍了无线传感器网络系统性能评价方法、面向物联网的中间件设计方法、通用节点软硬件设计方法与典型应用系统.主要研究内容和成果如下:

(1)首先从农业应用环境对无线信道传播特性的影响出发,分别对裸地、平地和山地进行了实验,建立了无线信道传播损耗模型,为无线传感器网络的组织结构、组网方式与不同应用环境的节点部署方法提供了依据.

(2)对面向精细农业的无线传感器网络组织结构和组网方式进行了研究.针对设施农业与大田的实际应用环境,设计了无线传感器网络系统架构,提出了分簇有限自组网的组网方式,并设计了双链交叉通信的通信方式.

(3)面向大田应用,提出用改进的DV-Hop算法对节点进行定位,利用该算法采用四边测距方式定位节点位置.针对农业多源信息WSN终端节点,设计了基于太阳能MPPT的能量快速自给方法,并设计了传感器间歇采样、深度休眠的工作方式,有效增加了节点的供电可靠性.

(4)数据融合是农业无线传感器网络系统的重要支撑技术,本文运用了基于空间相关性的压缩感知理论对节点数据进行融合;采用压缩感知理论,减少了数据的传输量,有效地降低了节点能耗.

(5)目前,尚无面向精细农业的无线传感器网络系统行业标准,本文在上述研究的基础上,设计了网络服务质量目标驱动的农业无线传感器网络系统评价策略与评价方法,为面向精细农业的无线传感器网络系统行业标准的建立提供参考.

(6)针对农业无线传感器网络系统低成本、标准化与方便数据管理的需要,设计了面向农业物联网的WSN中间件,并开发了软硬件系统,针对大田灌溉、设施栽培环境监控等进行了应用示范,结果表明,本文设计的无线传感器网络技术较好地满足了精细农业应用需求,软硬件皆方便系统集成,适合标准化需求与大规模推广.

第三篇无线技术论文范文模板:无线网络认证体系结构及相关技术研究

无线技术、计算机技术及通信技术在过去十几年的进步使无线网络的发展日新月异,突飞猛进.无线设备层出不穷,无线接入渐成主流,人们开始享用移动终端带来的丰富、便捷、及时、智能的Internet服务,而计算技术和无线技术在通信领域的不断深入应用催生了云计算和物联网的发展.以云计算为核心,打造传统有线网、无线网、和物联网“三网融合”的应用,使人们可以获得“无处不在、无所不能”的Internet服务与体验.因此,无线网络已成为国内外最为活跃的研究领域之一.

由于无线网络的开放性和资源受限性,安全问题日益突出,且难以采用传统有线网络中业已成熟的安全技术解决,安全已逐渐成为无线网络进一步应用与发展的瓶颈.认证作为广泛使用的一种安全机制,用于鉴别移动节点,阻止未授权访问,协商会话密钥等,是保障网络安全的第一道防线.本文主要针对无线网络的认证体系结构及相关技术展开深入研究.研究对象主要是无线传感器网络(Wireless Sensor Networks, WSN)、移动自组织网络(Mobile Ad Hoc Networks, MANET)、和无线网格网络(Wireless Mesh Networks,WMN)、它们都是多跳的,特殊形态的AD HOC网络,然而组网方式、特点及应用场景完全不同,对安全的需求也不尽相同.多年的实践证明,不可能存在一种统一的普遍适用的安全技术,必需综合考虑不同网络的特点、应用、性能、成本、服务,对于无线网络还应着重考虑生存环境、生存周期、节点资源、多跳传输、无基础设施等多方因素的制约.而安全也不是采用的技术越复杂越全面就越安全越保险,安全应该是一个动态的、可控的、综合考虑性能与成本的平衡过程.在这种背景下,本文对WSN、MANET及WMN的认证体系结构展开全面细致深入的研究,目的在于针对不同类型的无线网络,根据它们的应用环境、特点、资源、所提供服务、及安全需求,提出适合它们的认证体系结构,建立安全的认证架构平台,在此基础上开展认证协议及与认证相关问题的研究,如:密钥管理、入侵容忍、节点撤销等,这对无线网络的应用与发展具有重要意义与价值.

本文主要研究内容和成果如下:

1、提出一种轻量级无线传感器网络(WSN)认证体系结构(LCA)及在此基础上的双向认证协议

对无线传感器网络的认证机制进行研究,针对WSN节点资源受限,一旦部署,传感器节点相对静态,拓扑结构相对稳定的特征,结合轻量级*思想及基于身份*体制,去双线性对,改进ECC(Ellipse Curve Cryptograph)*体制产生主密钥的方式,提出轻量级WSN认证架构(Lite Certificate Authority, LCA)及认证方案.LCA具有产生公钥轻量化、公钥验证轻量化、无需证书,既有基于身份产生公钥的灵活性又不用复杂的双线性对,且在不采用门限机制的情况下使系统主密钥具有一定容侵能力;既克服基于身份公钥机制中第三方私钥强制托管问题,又避免传统基于证书CA证书管理的复杂性,仿真实验显示计算、存储及通信代价较高效.

2、提出一种轻量级移交CA角色的移动自组网(MANET)认证体系结构(LSCA)

对移动自组网的认证机制进行研究,针对MANET高度动态拓扑结构多变的问题,节点资源相对于传感器节点较丰富,节点移动性更强的特性,提出一个适用于高度动态变化的MANET网络、可移交CA角色、且具有一定容侵性的轻量级认证架构(Lite and Shifted CA, LSCA).LSCA适用于生存周期短、拓扑结构高度动态变化的MANET网络,具有自适应性;LSCA是通过整体移交CA权限,在多个空闲CA节点间轮转,既避免集中式CA单点失效问题,又克服分布式CA控制多节点协同工作的复杂性.仿真实验表明计算、存储及通信代价均优于集中式及分布式CA结构.

3、提出一种轻量容侵的无线Mesh网(WMN)认证体系结构(LTCA)

对无线Mesh网络的认证机制进行研究,针对WMN有部分基础设施支持,在多种无线网络的接入中起着“最后一公里”的重要作用,既要提供比WSN、MANET更高的安全性,也要适度满足其拓扑结构的变化.结合(t,n)门限机制,提出门限值可变的具有容侵能力的轻量级认证架构(Lite and Tolerate CA, LTCA).LTCA的容侵能力一方面体现在当认证服务器组中节点离开,通过设计一系列节点激活机制而保证系统签名私钥的门限值t和n保持不变;另一方面体现在签名私钥的门限值t和n可以随着认证服务器组中节点的离开或加入而适度改变,克服了以往方案中t,n值不能改变而无法很好适应WMN拓扑结构的变化.仿真实验表明,门限机制没有显著增加计算通信代价,却提高了LTCA密钥安全性.

4、提出一种基于信任度评估的三阈值控制的AD HOC网络节点撤销机制

AD HOC网络节点撤销机制的研究.对以上三种特殊AD HOC网络的认证机制的研究中,对恶意或被捕获节点的撤销问题均没有涉及.节点撤销问题在以上三种无线网络中具有共性,本文统称为AD HOC网络节点撤销问题.为解决如何在资源受限且拓扑结构多变的AD HOC网络中对节点状态的控制,改进以往文献对恶意节点投诉评估机制,提出一种分簇组织节点、精确计算节点信任度值、三阈值控制节点状态的撤销方案.基于投诉机制的阈值(δA)用于快速将可疑节点挂起;基于信任度计算的阈值(δT)用于最终将恶意节点撤销;基于预警的阈值(δW)用于防止恶意节点短期内连续向某合法节点故意错误投诉.分析及仿真表明:所提节点撤销方案避免仅根据投诉数量而撤销的武断性:三阈值的采用既保证了对恶意节点的快速反应,又保证恶意节点撤销的准确性、可量化,且能防止非法节点对合法节点合谋投诉而造成的误撤销.

第四篇无线技术论文范例:异构无线融合网络中无线资源管理关键技术研究

在业务需求和技术创新双重动力的联合推动下,各种无线接入技术并行的演进形成了当前无线网络异构化的局面;然而,任何一种单一的无线接入技术都无法满足用户所有的业务需求,促使各种无线网络朝着高效协同与融合的方向发展.异构与融合已经成为未来无线通信系统演进的两大特征.由于彼此之间资源形式和管控机制各异,异构无线网络的协同和融合并不是对多种无线接入技术之间简单的叠加,而是对异构网络资源的高效整合和利用.因此,无线资源管理是实现异构无线融合网络有序组织和高效利用的关键技术.


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一方面,随着用户周边无线网络和终端设备的显著增加,以及融合业务对网络资源需求巨大,异构无线网络及其终端之间协同为用户服务的业务提供方式势在必行.在此情况下,如何有效保证异构无线网络及终端协同下的业务服务质量是异构融合网络亟待解决的首要问题.另一方面,考虑无线接入网络中基站的能耗在全网中占据绝大部分,同时由于各种无线网络的重叠部署以及用户业务请求的“潮汐效应”,异构无线网络在协同节能方面也存在着巨大潜力.因此,面对复杂异构无线环境,迫切需要异构无线网络中高效的无线资源管理机制与算法解决异构融合网络无线资源的动态控制与管理中存在的技术挑战.

为了有效解决上述问题,论文紧紧围绕异构融合网络下无线资源管理主题展开研究.以异构融合网络无线资源管控架构和功能实体设计为基础,以网络与终端协同为出发点,分别从系统、终端和网络三方面协同展开无线资源管理机制及算法讨论,旨在形成比较完整的异构融合网络资源管理体系.其中,本文的研究内容及贡献如下:

针对异构无线网络中网络及终端协同传输需求,本文讨论了异构融合网络资源管控架构.为了实现网络架构持续演进,本文讨论的异构融合网络资源管控架构是基于异构网络互通架构,并对现网网元功能进行扩展,支持异构网络及其用户终端之间的协同并行传输.该架构在传统网络的控制平面和数据平面以外引入用于支撑抽象网络上下文信息交互的认知平面,通过获取业务域、用户域、终端域以及网络域的上下文信息,支撑业务、资源和连接层面进行跨域、跨层的联合管理与控制,实现异构网络中资源有序组织和高效利用.

异构无线网络中的多无线接入能够突破传统单一网络接入的限制,进行多网络协同并行传输场景中,由于不同无线接入网络的能力不同,势必会对多模终端的业务数据在多个网络中传输造成影响.针对异构无线网络中多无线接入上行场景,提出了异构无线网络中终端发射功率和接入带宽联合分配算法.该算法有效解决异构无线网络协同传输下资源分配问题,并在满足时延受限和尽力而为两类用户业务服务质量需求的前提下,最大化异构网络系统容量.与目前算法相比,仿真实验显示论文所提算法除能显著提高异构网络系统容量以外,还能够有效满足异构用户业务数据的服务质量需求.

异构无线网络中用户终端协作无线接入能够有效扩展网络覆盖范围并提高网络资源利用率,如何分配资源并激励用户终端参与协作无线接入需要进一步考虑.针对异构网络中用户终端协作无线接入的应用场景,分别对提供协作无线接入的中继节点和请求协作无线接入的客户节点的效用与成本模型展开深入分析.论文提出了基于斯坦伯格博弈模型定价的带宽分配算法,能够有效提高中继节点的收益和异构网络的资源利用率.通过仿真与目前算法相比较,论文所提算法针对不同用户终端的资源需求进行有区别地分配接入带宽,并且能够有效激励中继节点为其他用户终端提供协作无线接入.

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异构网络的密集重叠覆盖以及由于人类活动规律造成的无线网络用户业务请求在时域和空域上波动变化.根据业务负载规律通过无线网络之间协同休眠调度能够有效节约能量消耗,并进一步提高无线网络的资源利用率.针对异构网络能量消耗问题,结合异构融合网络重叠覆盖和用户业务请求规律的特点,首先分析了用户请求的时域分布规律,同时在网络基站的能量消耗模型的基础上,提出了基于用户业务请求负载的异构网络协同休眠节能算法.仿真分析表明,协同休眠节能调度算法能够有效根据业务请求负载规律调度异构网络内基站的工作模式,与传统网络工作模式和对比算法相比较,所提算法能够有效地提高网络资源利用,显著降低异构网络系统能耗.

论文最后对全文进行总结,并针对异构无线融合网络相关研究方向做出展望.

第五篇无线技术论文范文格式:无线传感器网络若干关键技术的研究

无线传感器网络由大量低成本、低功耗的微型传感器节点通过自组织方式连接而成,能够实时感知、监测和采集覆盖区域内的各种环境信息,并进行处理后报告给感兴趣的用户.其具有部署灵活、可靠性强、扩展方便、经济性好等特点,在军事安全、工业控制、医疗卫生及环境监测等领域具有广泛的应用前景,受到学术界和工业界的高度重视.

无线传感器网络往往应用在恶劣的外部环境或无人区域,能量通常是由干电池或纽扣电池来供电,很难进行补充,所以进行节能设计并进而提高整体网络的最大生命周期将是一个重要的研究课题.本文将对此进行研究,主要围绕多基站最大生命周期模型、路由节能算法以及节点故障诊断等关键技术展开,最后在对无线传感器网络软硬件平台研究的基础上设计了一个节能高效原型系统.

论文的主要贡献包括以下四个方面:

(1)基于多基站环境下的无线传感器网络最大生命期通信模型的研究.无线传感器网络没有一个固定的最优路由算法,通常针对不同应用设计出不同的最佳路由,但是,如何提高数据传递的能量效率从而提高网络的生命期是所有路由算法面临的最重要关键问题之一.本文针对无线传感器网络多基站路由问题,提出一种基于最优化理论的无线传感器网络通信模型(MLCM),研究了无线传感器网络中多源多基站的最大生命期问题.根据无线传感器网络能量限制和数据流量守恒原则建立整数非线形规划模型,以网络最大生命期为最优目标,以能量和带宽等为限制的多约束条件,依靠最优化技术的分布式算法解决该模型.本文通过仿真实验验证了MLCM模型在多基站环境中的性能,并表明所提出的模型在延长网络生命期方面优于WSTP和MD-MLR.

(2)基于多路径无线传感器网络路由协议的研究.无线传感器网络是通过很多能量受限的传感器节点从监测区域来获取有用信息的,如何将获取的数据以较少的能量从源节点传送到目的节点,则对提升网络的生命周期有着重要的意义.本文针对能量控制在无线传感器网络路由上的特殊要求,为了促使网络节点能量消耗相对均衡,将蚁群优化算法应用于无线传感器网络路由并进行改进,提出一种基于能量均衡的多路径无线传感器网络路由算法(MEACO).本算法采用前向蚂蚁寻找从源节点到目的节点的路径,采用后向蚂蚁对路径上的信息素进行更新;在进行路由选择时,将相邻节点的能量作为启发函数的参数,同时也构造了适应度函数并将路径长度和节点剩余能量作为其参数.仿真实验结果表明,该算法不仅可以避免基本ACO等算法容易停滞而陷入局部最优解的问题,而且由于其较好地平衡了路径长度和节点能量消耗两者关系,使得其在网络的总能耗和节点的平均能耗方面明显优于泛洪模型、基本ACO算法、PACO及EEABR等算法,从而有效地延长了网络的生命周期.

(3)基于多核小波相关向量机的无线传感器网络故障诊断的研究.一旦无线传感器网络的节点发生故障后,节点往往会产生并传输错误的数据,这不仅消耗节点的能量和网络的带宽,而且还会形成错误的决策,甚至造成网络的瘫痪.本文第一次将多核小波相关向量机算法应用到无线传感器节点的故障检测方法中,并提出一种新的无线传感器节点的故障诊断方法(MKWRVM).该算法使用4个分类器用于区别正常节点和四类故障节点,同时结合实验与其他诊断算法进行了比较.仿真实验表明,本算法诊断正确率高达98.18%,而支持向量机、RBF高斯核函数的相关向量机算法则分别为86.36%和92.73%,从而本算法可较好地延长网络的生存周期,

(4)在对无线传感器网络软硬件研究的基础上,提出了一种节能的原型设计框架.硬件平台采用TI公司主控芯片MSP4301611单片机和射频CC1101芯片,软件上对数据链路层MAC协议和网络层路由协议等方面进行优化和节能设计.实验结果表明,该原型设计能较好地降低无线传感器网络和传感器节点的能耗,延长网络生存周期.

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