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簡介:在網絡化制造環(huán)境下,作為產品生產周期中制造執(zhí)行階段的數控加工過程還不能滿足網絡化制造的要求。網絡化制造環(huán)境下數控加工系統(tǒng)和集成技術的研究是實現多企業(yè)協(xié)同制造的關鍵。在分析網絡化協(xié)同制造和企業(yè)數控加工資源集成重要性的基礎上,提出了研究網絡化制造環(huán)境下數控加工系統(tǒng)的必要性。本文結合教育部科學技術研究項目,對網絡化制造環(huán)境下的數控加工系統(tǒng)的體系結構和集成關鍵技術進行了研究,實現了網絡化制造環(huán)境下各成員企業(yè)合理地利用異地企業(yè)核心數控加工資源。通過網絡制定相應的數控加工任務,實現網絡化數控加工過程,快速地響應市場機遇。本文結合網絡化制造模式的特點,建立了網絡化制造環(huán)境下數控加工系統(tǒng)的體系結構。并從功能模型、信息模型、資源模型、組織模型和過程模型等多個模型,描述了網絡化制造環(huán)境下數控加工系統(tǒng)的運行模式。用項目管理的工作分解結構WBS及模塊化方法,研究了網絡化制造環(huán)境下任務分解問題,采用多目標合同網協(xié)議的方法實現任務分配。研究了成員企業(yè)車間作業(yè)計劃的制定、生產調度和數控加工資源的優(yōu)化重構方法。對網絡化制造環(huán)境下數控加工過程的集成技術進行了研究,有效地完成了聯(lián)盟企業(yè)協(xié)同制造加工過程的功能集成和信息集成。在所研究的理論基礎上,以為工具完成了網絡化制造環(huán)境下數控加工系統(tǒng)中部分功能的設計開發(fā)。
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簡介:無線傳感器網絡WIRELESSSENSWKS,WSNS是隨著半導體技術、微系統(tǒng)技術、通信技術等技術的發(fā)展而產生和迅速發(fā)展起來的。無線傳感器網絡由各類集成化的微型傳感器節(jié)點協(xié)同感知、采集和處理網絡覆蓋的地理區(qū)域中感知對象的數據,通過嵌入式系統(tǒng)對數據進行處理,并通過隨機自組織無線通信網絡將這些數據傳送給基站,最后通過互連網或衛(wèi)星網絡到達管理節(jié)點。無線傳感器網絡目前廣泛地應用于國防軍事、國家安全、環(huán)境監(jiān)測和醫(yī)療衛(wèi)生等領域。而在這些應用研究中,節(jié)點定位和網絡覆蓋是無線傳感器網絡應用的兩個研究熱點。節(jié)點的位置信息對于實現無線傳感器網絡眾多應用起到至關重要的作用而網絡覆蓋則決定了無線傳感器網絡所能提供的服務范圍,也在很大程度上影響了網絡的成本和各種具體應用的性能。本文針對無線傳感器網絡中的節(jié)點定位與網絡覆蓋技術進行了比較深入的研究與探討。在節(jié)點定位方面,首先分析改進了傳統(tǒng)DVHOP定位算法,然后以核方法為研究手段,結合主流學習算法,提出了兩種新型定位算法在網絡覆蓋方面,主要針對靜態(tài)覆蓋中基于虛擬勢場的覆蓋算法做了研究,提出了基于靜電場理論的移動傳感器網絡部署算法。本文的主要研究內容以及創(chuàng)新點如下1提煉出了DVHOP算法產生誤差的幾個原因,在此基礎上提出使用粗定位到精確定位的遞增式算法,并且在三邊測量法計算階段引入共線度概念,選擇定位質量好的單元進行計算,從而使定位算法得到了較高的定位精度2借助移動信標節(jié)點,使其按照規(guī)劃的路徑移動,從而產生若干個虛擬信標節(jié)點,這樣可以有效減少真實信標節(jié)點的數量。同時將由這些虛擬信標節(jié)點與監(jiān)控區(qū)域未知節(jié)點交流獲得的信號向量作為直推支持向量機中訓練的有標簽數據樣本。根據訓練樣本的特點,提出一種多類對多類的分類法,據此推斷未知節(jié)點的位置。實驗與仿真結果表明,該方法獲得了較高的定位精度3提出了一種基于節(jié)點跳數和核方法的無線傳感器網絡定位算法,該算法的基本思想是利用高斯核函數度量節(jié)點間的相似性。通過收集和利用實際距離和節(jié)點間跳數信息,將信標節(jié)點間的跳數信息和距離信息作為訓練數據,使用偏最小二乘法學習并構建其間的最優(yōu)模型,并用此模型預測未知節(jié)點到已知節(jié)點距離。實驗結果表明,本定位算法定位精度較高,受信標節(jié)點的數目影響較小,并且具有將強的環(huán)境適應性,適合不同的部署環(huán)境等特點4提出了一種基于虛擬勢場,分布式、自適應、可擴展的移動傳感器網絡部署算法,該算法把部署區(qū)域內的障礙物、節(jié)點等看作是帶電荷的粒子,粒子受到其它障礙物和粒子的庫侖力作用而產生運動,最終所有節(jié)點在力的相互作用下自動擴散到整個網絡而完成部署。仿真結果表明,該算法在各種場景下的性能指標表現良好。
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簡介:認知無線電是近年來涌現出來的一種新型網絡技術,其目的是為了目前頻譜資源日趨短缺的問題。在認知無線電網絡中,網絡節(jié)點可以在不影響授權用戶工作的情況下接入授權頻段,來實現對頻譜資源的再利用。從某種意義上來說,認知無線電所能提供的頻譜資源是無限的,如何充分的使用這種近乎于無限的頻譜資源,成為當前認知無線電領域亟待解決的問題之一。值得注意的是,造成當前頻譜短缺現狀的原因很大一部分來源于日益增長的多媒體應用。而利用認知無線電網絡來承載帶寬消耗量巨大的視頻傳輸業(yè)務,一方面可以極大的緩解無線通信領域頻譜資源短缺這一日趨嚴重的問題,另一方面還可以充分挖掘認知無線電所蘊含的巨大潛力。本文深入分析了認知無線電與視頻傳輸融合時存在的問題與挑戰(zhàn),并對認知無線電網絡中的各種視頻傳輸應用提出了一系列解決方案。首先,本文對認知無線電視頻單播技術進行了研究,提出了一種TV白頻段的帶寬高效速率自適應視頻單播框架。首先,該框架采用了多扇區(qū)結構解決了TV白頻段的頻譜不連續(xù)的問題,每個扇區(qū)均使用不同的頻譜空穴進行傳輸,而且隨著扇區(qū)數量的提高,接入到系統(tǒng)中的頻譜數量就越多,因此該方案還可以有效提高TV白頻段的頻譜利用率,減少頻譜資源浪費。其次,為了解決TV白頻段的空間多樣性以及時間多樣性等問題,本文提出了一種準靜態(tài)的頻譜接入方案。與傳統(tǒng)機會式頻譜接入方案不同的是,所提方案中系統(tǒng)僅僅只在兩種情況下需要進行信道切換,一種是系統(tǒng)當前工作信道被授權用戶所占據而需要進行的被動頻譜切換;另一種是系統(tǒng)在當前信道下的視頻傳輸質量嚴重下降而需要進行的主動頻譜切換。與傳統(tǒng)機會式頻譜接入方案相比,本方案不需要系統(tǒng)頻繁的進行信道切換操作,因此可以大大減少傳輸時延,提高視頻傳輸質量。再次,為了使視頻傳輸速率與動態(tài)變化的頻譜高度契合,本文提出了一種視頻速率自適應最優(yōu)化方法來獲取每個用戶的最優(yōu)速率,在該方法中,最優(yōu)速率調度問題被歸納成一個混合整數非線性規(guī)劃問題,該問題以最小化全局視頻總失真為目標,以滿足一定的公平性約束以及總速率約束為條件。最后提出了兩種次優(yōu)但是復雜度較低的算法解決了這一問題。其次,本文對認知無線電視頻多播技術進行了研究,創(chuàng)新性的提出了一種TV白頻段的質量可伸縮視頻多播框架。該框架采用了一種有別于傳統(tǒng)伺機頻譜接入方案的頻譜接入策略,具體的,本文在該策略中引入了信道綁定的思想,系統(tǒng)可以同時接入多個信道來獲取更高的吞吐量,這使得在TV白頻段上設置更多的視頻多播節(jié)目或者開展高清視頻服務成為可能。其次,針對視頻多播應用,本文提出了一種跨層資源最優(yōu)調度方案,該方案將資源最優(yōu)調度問題歸納成一個混合整數非線性規(guī)劃問題,該問題以最大化全局接收視頻質量為目標,并且滿足唯一性約束、層完整性約束、低層有限分配原則以及最低速率限制等實際視頻傳輸中的相關約束條件。另外,本文將所歸納的問題分解成兩個求解難度較低的問題,并分別提出了相應的低復雜度算法解決了這兩個問題。最后,本文對視頻多播中的質量補償技術進行了研究,提出了一種多用戶認知協(xié)同中繼多播補償方案。該方案創(chuàng)新性的采用認知中繼鏈路來發(fā)送中繼信息,相對于基于ISM頻段的傳統(tǒng)ADHOC中繼方案來說,其在頻譜使用上具有很大的自由度和靈活性。另外,本文在所提方案中考慮了一種認知協(xié)同中繼方法,在該方法中,用戶可以根據需求動態(tài)的組成一個協(xié)作集,并且協(xié)作集中的用戶嚴格按照時間同步的方式發(fā)送數據,可以獲得一定的空間分集效果,從而可以獲得比傳統(tǒng)ADHOC中繼方案更好的性能。本文的研究成果可廣泛應用于移動多媒體、無線視頻會議、無線高清視頻傳輸等領域。利用本文研究成果可以有效降低各移動網絡的業(yè)務承載壓力,提高其網絡運行效率。另外,本文對TV白頻段這一特殊頻段的頻段特點進行了充分挖掘,為進一步展開在TV白頻段的各種無線應用的研究鋪平了道路。
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簡介:隨著網絡技術的不斷發(fā)展,傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)已經不能滿足人們的需求,視頻監(jiān)控系統(tǒng)逐漸走向數字化和網絡化。結合流媒體傳輸技術的網絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)則實現視頻信息傳輸的實時性和有效性??墒怯邢薜膸捄途W絡資源并不能很好的保證視頻信息的傳輸,當用戶需求總量大于網絡資源時,很容易造成網絡擁塞。如何保障網絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的視頻信息的傳輸成為熱點研究。本文對于網絡擁塞情況進行深入的研究,分析了擁塞的形成和危害,針對現在最有效的兩種擁塞控制算法進行研究,分別是基于中間節(jié)點的主動隊列管理算法和基于TCP窗口的擁塞控制算法。考慮到TCP和UDP的不足,采用TCP友好協(xié)議TFRC應用于流媒體傳輸中。然而TFRC協(xié)議無法很好的判斷丟包原因和對于網絡狀態(tài)的變化反應遲鈍,于是提出結合中間節(jié)點的改進算法TFRCBMN。改進算法對于網絡狀況進行分級,并采用積式增加積式減小的方法對于網絡狀態(tài)進行快速響應。最后針對網絡視頻監(jiān)控的視頻傳輸,設計自適應傳輸系統(tǒng),并提出自適應控制策略,將改進的TFRCBMN算法運用在自適應傳輸系統(tǒng)的擁塞控制中。改進的算法TFRCBMN結合中間節(jié)點反饋的隊列長度對網絡狀態(tài)進行劃分,進而區(qū)分丟包原因,并根據丟包原因的不同采取相應的速率調節(jié)機制。此外在退出擁塞狀態(tài)時采取積式增加積式減小的快速響應機制。仿真結果證明,TFRCBMN可以很好的適用于有線和無線網絡中,保持網絡的穩(wěn)定,提高傳輸質量。
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簡介:無線傳感器網絡WIRELESSSENSWKWSN數據融合技術與網絡內的數據通信密切相關因此結合路由技術的數據融合算法研究是WSN數據融合技術的一個的重要研究方向?;诼酚杉夹g的WSN數據融合算法主要分為平面型融合算法和層次型融合算法本課題在經典的層次型融合算法LEACH的基礎上提出了兩種改進算法。針對LEACH算法中由于簇間節(jié)點能量消耗的不均衡造成的遠基站端的“熱區(qū)”問題可以通過使用多跳方式改進融合節(jié)點與基站的通信方式解決。但是單純的通過這種方式改進又會因為近基站端的融合節(jié)點需要消耗更多的能量用于轉發(fā)遠基站端的節(jié)點發(fā)來的數據而產生近基站端的“熱區(qū)”問題。為了同時解決以上兩個問題本課題中使用了非均勻的思想對LEACH算法進行改進設計了一種基于非均勻分布雙融合節(jié)點的數據融合算法DATAFUSIONALGITHMBASEONNONUNIFMDISTRIBUTIONDOUBLECLUSTERHEADDNDC。DNDC算法中的數據通過多跳的通信方式可以解決遠基站端的“熱區(qū)”問題并且通過使用簇與基站距離越近選取副融合節(jié)點概率就越大的非均勻思想可以解決近基站端的“熱區(qū)”問題因為近基站端的融合節(jié)點不需要消耗過多的能量用于轉發(fā)遠基站端節(jié)點發(fā)來的數據了。為了進一步優(yōu)化DNDC算法中多跳路由的路徑課題中采用了蟻群優(yōu)化算法ANTCOLONYOPTIMIZATIONACO對其進行改進設計了一種基于蟻群優(yōu)化思想優(yōu)化的DNDC數據融合算法ADNDC。由于傳統(tǒng)的蟻群算法需要經過大量螞蟻進行大量的重復迭代計算找出網絡的最短路徑而本課題中需要找到的是一條能量消耗最少的路徑由于大量迭代計算需要消耗大量的能量因此傳統(tǒng)蟻群算法并不適用于層次型網絡中所以課題中對蟻群算法進行改進使其在一次迭代中就找出網絡中所有的路徑然后網絡中的副融合節(jié)點根據概率轉移公式來選擇數據的下一跳節(jié)點。相比DNDC算法ADNDC算法可以使融合節(jié)點與基站之間傳輸數據所消耗的能量降到最低。根據課題設計的兩種算法最后進行了兩組不同的仿真實驗結果顯示DNDC算法相比LEACH算法有著更好的網絡能量均衡性和更長的網絡生存時間并且DNDC算法適應于不同規(guī)模的網絡。而ADNDC算法在保持了DNDC算法良好的網絡能量均衡性的基礎上相比DNDC算法有著更長的網絡生存時間并且其更加適用于大規(guī)模的網絡結構中。
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簡介:本論文以ZIGBEE無線傳感器網絡節(jié)點為研究對象,針對監(jiān)測節(jié)點和網關節(jié)點工作的特點,對主要的關鍵技術進行研究。首先,設計一款能夠工作在24GHZ的ZIGBEE無線傳感器網絡節(jié)點的微帶天線。根據節(jié)點天線設計的方法,對印刷偶極子天線進行小型化設計,并用ADS2009電磁仿真軟件對天線小型化前后進行仿真。仿真結果表明,小型化后的天線有效面積減小39%,節(jié)點的體積得到大大的減小。其次,對網關節(jié)點PCB的信號完整性問題進行研究。根據傳輸線理論和特性,分析反射和串擾形成機理,對PCB手工布線前的反射和串擾進行仿真,提出改進措施,制定相應的PCB設計規(guī)則,對PCB手工布線后進行仿真驗證。仿真結果表明,根據手工布線前仿真結果制定的設計規(guī)則繪制出的PCB圖反射和串擾都較小。再次,研究網關節(jié)點的PCB電磁兼容性。根據電磁兼容基礎理論,對PCB中電磁干擾進行分析,對PCB手工布線前的電磁兼容性進行仿真預測,對PCB手工布線后的電磁兼容性進行仿真驗證。仿真結果表明,根據仿真預測的結果,繪制出的PCB能夠較好的滿足電磁兼容性。最后,根據監(jiān)測節(jié)點和網關節(jié)點的工作原理,提出監(jiān)測節(jié)點和網關節(jié)點的整體設計方案和硬件結構組成,分別對監(jiān)測節(jié)點和網關節(jié)點的各個功能模塊進行設計。編寫監(jiān)測節(jié)點和網關節(jié)點相應的接口驅動程序,對節(jié)點硬件進行調試,并介紹節(jié)點的硬件制作過程。綜上所述,對于ZIGBEE無線傳感器網絡關鍵技術研究結果表明,以上所做的工作具有一定的應用價值和參考意義。
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簡介:隨著信息技術的蓬勃發(fā)展,種類繁多的互聯(lián)網應用產生的大量流量占用了很多網絡資源,在給服務質量帶來巨大挑戰(zhàn)的同時也給互聯(lián)網安全產生負面影響。為了高效地利用網絡資源并為網絡管理者提供有效的管控手段,以辨別應用層協(xié)議為目的的網絡流量分類技術成為近年來的研究熱點問題。文章以此為研究背景,以具有相同五元組的傳輸層雙向報文序列為研究對象,對基于機器學習的網絡流量分類技術進行研究并加以應用。文章首先介紹了基于知名端口號、基于特征字匹配等傳統(tǒng)的網絡流量分類技術,但因其固有的缺陷導致分類精度已難以滿足現階段的需求,故引出基于機器學習的網絡流量分類技術。隨后文章對機器學習中的樸素貝葉斯、C45決策樹、支持向量機以及集成學習分類算法進行了研究。之后,根據上述機器學習算法的特點,文章提出兩種改進的分類算法,分別是以樣本縮減策略為基礎的基于支持向量機的改進算法以及基于結果反饋的機器學習改進算法。第一種改進算法以信息增益率和樣本質心為理論基礎,將對分類結果影響不大的屬性和靠近樣本質心的樣本點刪除,只用可能成為支持向量的樣本點進行訓練,在保證正確率的同時增加了訓練效率第二種改進算法以分類器的誤判樣本集合為基礎,將誤判樣本的正確分類結果反饋給測試樣本,以增加分類器對測試樣本的分類精度。最后,文章對數據包捕獲、流形成、流屬性確定、流樣本標記流程、連續(xù)數據離散化進行了描述,并利用經典數據集對基于機器學習的網絡流量分類算法及其改進算法進行應用。實驗結果表明機器學習分類算法能夠避免傳統(tǒng)分類算法的缺陷,將不同應用層協(xié)議產生的流量高精度地分類。對改進算法的實驗結果表明,基于支持向量機的改進算法在保持精度不變的基礎上大幅度縮短了訓練時間,基于結果反饋的機器學習改進算法成功地利用誤判集合將正確結果反饋給待測樣本,增加了分類精度。驗證了改進算法在訓練效率與精度上對原算法的提升。
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簡介:社會網絡是由多個社會行動者及他們間的關系組成的集合它描述了社會個體、群體以及它們之間的關聯(lián)。近年來在WEB20和各種社會性網絡服務軟件大量應用的背景下很多用戶擁有自己的電子郵件、微博、網上交易、社區(qū)空間等通過這些社會性網絡媒體形成了各種各樣的社交網絡許多已經演化為一種復雜網絡其中的數據具有大容量、高維數、非線性、無標度、小世界等特點。由于科學研究和數據共享等需要社會網絡數據被大量收集和發(fā)布這些以信息共享、數據挖掘與知識發(fā)現等為目的的數據發(fā)布過程往往都伴隨著個體和機構隱私信息的泄露風險這就引發(fā)了對數據發(fā)布過程中隱私保護問題的研究其主要目標是如何在保證發(fā)布數據效用的前提下適當損失原始數據的信息來提高發(fā)布數據的安全性從而達到隱私保護與數據效用之間的良好平衡。目前數據發(fā)布中的隱私保護研究很大一部分集中在關系型數據集上而針對網絡數據發(fā)布的隱私保護研究才剛剛起步。本文立足于社會網絡數據發(fā)布中的隱私保護服務需求在保證信息強可用性的前提下對社會網絡數據發(fā)布中的隱私匿名技術進行了多方面深入的研究。首先針對社會網絡發(fā)布時由于鄰域攻擊所帶來的隱私泄露問題提出了一種DK匿名發(fā)布的社會網絡隱私保護方法。在K匿名的理論基礎上結合社會網絡D鄰域攻擊形式給出了圖的DK匿名模型并形式化地定義了一類面向簡單無向圖的抗鄰域攻擊DK匿名問題同時還提出了一種基于高度節(jié)點優(yōu)先的DK匿名算法來解決該匿名問題。實驗結果表明該算法能產生比已有方法更小的信息損失度以及相當的時間開銷有效地抵制了D鄰域攻擊保護了發(fā)布網絡圖的隱私信息。其次針對社會網絡圖發(fā)布時由于結構攻擊所帶來的隱私泄露問題提出了一種K同構隱私匿名方法。在K同構的理論基礎上提出了圖的K同構模型并形式化地定義了一類面向簡單無向圖的K同構匿名問題同時還提出了一種基于全局結構分區(qū)的K同構算法來解決該圖同構匿名問題。并從理論上分析了算法的有效性和復雜性最后通過仿真實驗表明在同等條件下該算法能產生比傳統(tǒng)的K同構方法更小的信息損失度以及相當的時間效率具有較高的有效性。再次針對以二分圖形式發(fā)布的社會網絡隱私泄露問題提出了一種面向敏感邊識別攻擊的社會網絡二分圖匿名方法。在已有K安全分組的理論基礎上結合二分圖敏感邊識別攻擊形式分別提出了的正單向C1C2安全性、逆單向C1C2安全性以及完全C1C2安全性原則并在此基礎上形式化地定義了一類抗敏感邊識別攻擊的社會網絡二分圖C1C2安全匿名問題同時還提出了一種基于聚類的二分圖C1C2安全性算法CLUSTERINGBASEDBIPARTITEC1C2SECURITYALGITHMCBBC1C2SECURITY來保證發(fā)布二分圖的安全性。實驗結果表明該算法在與已有方法相當時間開銷的前提下能產生更小的信息損失度有效地抵制了敏感邊識別攻擊實現了二分圖的安全發(fā)布。最后針對社會網絡發(fā)布時由于復合攻擊所帶來的隱私泄露問題提出了一種KL匿名發(fā)布隱私保護方法。首先在K同構和L多樣性的理論基礎上結合社會網絡結構攻擊和屬性攻擊給出了復合攻擊形式和圖的KL匿名模型并形式化地定義了一類節(jié)點具有單敏感屬性的簡單無向圖的KL匿名問題同時還提出了一種基于K匿名和L多樣性的屬性泛化算法來解決該匿名問題。實驗結果表明該算法能產生比已有方法更小的信息損失度以及相當的時間開銷有效地抵制了復合攻擊保護了發(fā)布社會網絡的隱私信息。
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簡介:納米網絡是一種基于生物啟發(fā)機制的分布式無線網絡,節(jié)點之間能夠通過分子通信技術實現信息交換。分子通信納米網絡能夠被廣泛應用于生物醫(yī)療、軍事、環(huán)境和制造業(yè)等領域。由于納米網絡在節(jié)點性能、通信技術和網絡特性等方面與傳統(tǒng)無線網絡之間存在本質區(qū)別,因此在研究的早期階段,以面向應用范疇的方式開展研究將有助于探索如何構建完善的網絡體系結構,例如網絡拓撲、協(xié)議棧和不同信號系統(tǒng)之間的互聯(lián)方式等。此外,由于受生物細胞之間物質交換的啟發(fā)而被廣泛研究的分子通信技術目前仍主要適用于在生物體內開展網絡通信任務,因此具備高生物兼容性的分子通信納米網絡被稱為“天然的體域網”,它能夠在分子級或細胞級為各種醫(yī)療問題提供解決方案?;诰W絡平臺構建、通信特征和應用技術開發(fā)的需要,本文以生物醫(yī)療應用范疇內的納米網絡技術創(chuàng)新為目標,開展體域納米網絡關鍵技術研究,具體研究內容包括1體域納米網絡的體系結構研究。首先提出體域納米網絡的拓撲結構。該拓撲結構以多跳通信為特征,通過結合短距與中距分子通信技術來構建大規(guī)模的體域納米網絡。其次以滿足大規(guī)模網絡特性和復雜的人體內應用環(huán)境為目標,進一步提出由網絡管理機制、通信協(xié)議和應用技術三個部分組成體域納米網絡的協(xié)議棧架構。最后以實現基于化學信號的納米網絡與電磁信號網絡之間的系統(tǒng)互聯(lián),進而支持納米網絡的運行與管理為目標,提出體域納米網絡中的電化學信號轉換技術。2體域納米網絡的拓撲控制機制研究。首先以構建網絡拓撲結構和設計高層網絡協(xié)議為目標提出基于中距分子通信的納米網絡系統(tǒng)模型。該模型以網絡層的觀點系統(tǒng)與抽象地描述節(jié)點之間的通信體系結構。進而在系統(tǒng)模型的基礎上,以建立優(yōu)化的數據傳輸鏈路、支持網絡協(xié)議與網絡應用為目標,分別提出體域納米網絡的基于最短路徑的拓撲控制算法、基于最優(yōu)路徑的拓撲控制算法和基于優(yōu)化路徑的拓撲控制算法。不同的拓撲控制算法能夠分別根據路徑長度、鏈路質量以及二者均衡的需求來建立優(yōu)化的網絡數據傳輸鏈路。3體域納米網絡的路由協(xié)議研究。首先提出基于短距分子通信的納米網絡的濃度感知路由協(xié)議。該協(xié)議以分子擴散過程中的濃度梯度為依據,建立數據源與匯聚節(jié)點之間的多跳數據轉發(fā)路徑。其次提出了結合“群體感應”機制的濃度感知路由協(xié)議。該協(xié)議由于能夠調用網絡中的納米機器協(xié)同匯聚節(jié)點執(zhí)行路由任務,因而適用于大規(guī)模的納米網絡。最后,結合納米機器的“多通信接口架構”提出濃度感知競爭路由協(xié)議。該協(xié)議以優(yōu)化數據鏈路質量為目標,通過避免信號沖突來提高數據成功傳輸的概率。4體域納米網絡的生理異常檢測系統(tǒng)技術研究?;谏飳W領域的納米異常檢測模型,結合體域納米網絡的技術特性,設計體域納米網絡的生理異常檢測系統(tǒng)。該系統(tǒng)首先基于特定的異常檢測特征,通過納米執(zhí)行器和納米傳感器的協(xié)同工作檢測生理環(huán)境中“異常細胞”的出現。其次,在向匯聚節(jié)點轉發(fā)異常檢測結果的過程中,該系統(tǒng)基于檢測結果的區(qū)域特征對檢測結果進行數據融合,以有效地降低通信量。最后,匯聚節(jié)點在匯聚生理異常檢測結果后,基于特定的決策規(guī)則作出決策與響應。
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簡介:學校代碼10285學號20134228013碩士學位論文(學術學位)基于時域混合調制技術的光網絡容量擴展研究基于時域混合調制技術的光網絡容量擴展研究EXPLEMAXIMALPOTENTIALCAPACITYOFOPTICALWKSUSINGTDHMTECHNIQUE研究生姓名代華指導教師姓名沈綱祥專業(yè)名稱信息與通信工程研究方向光網絡所在院部電子信息學院
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簡介:為了有效地利用有限的頻譜資源提高頻譜利用率LTE系統(tǒng)采用頻率復用因子為1的組網方式導致小區(qū)之間引入了嚴重的同頻干擾降低了小區(qū)邊緣用戶的吞吐量。為抑制小區(qū)間干擾本文主要研究了網絡MIMO通信系統(tǒng)中的波束形成技術、有限反饋技術以及干擾對齊技術。論文的主要貢獻如下1、當發(fā)射端不能獲取全部的信道信息時本文利用基于碼本的有限反饋技術分析了三種預編碼的和速率性能。并通過靈活的改變用戶在小區(qū)中的位置研究了用戶在小區(qū)內移動的情況下發(fā)射端自適應的預編碼選擇策略。研究發(fā)現當用戶處于噪聲受限的系統(tǒng)時相鄰小區(qū)發(fā)射機選擇本征波束形成傳輸策略的系統(tǒng)性能最優(yōu)當用戶處于干擾受限的系統(tǒng)時相鄰小區(qū)發(fā)射機選擇信漏噪比傳輸策略的系統(tǒng)性能最優(yōu)。2、經過有限反饋獲得的信道狀態(tài)信息與真實的信道狀態(tài)信息之間總存在一定的誤差。本文通過分析反饋誤差引起的系統(tǒng)和速率性能上的損失研究了系統(tǒng)反饋的比特數在兩個小區(qū)間隨小區(qū)環(huán)境變化動態(tài)的分配問題提出了一種次優(yōu)的自適應比特分配算法并推導了比特分配的閉合表達式并與等比特分配算法進行了比較結果表明本文提出的算法在和速率性能上具有明顯的優(yōu)勢且具有計算簡單、復雜度低的優(yōu)點。3、提出了一種基于系統(tǒng)總干擾泄漏最小的預編碼組的選擇算法。該算法讓組網中的每個ENODEB輪流作為第一個先獲得預編碼的ENODEB每一次輪換都可以設計一組預編碼。然后遍歷系統(tǒng)中所有的預編碼組選出使系統(tǒng)總干擾泄露最小的那一組并把該組預編碼對應的中間變換矩陣作為最優(yōu)的中間變換矩陣然后基于改進的算法使用該最優(yōu)中間變換矩陣進一步優(yōu)化預編碼的設計方案。仿真分析表明該算法在理想信道條件和相關信道條件下系統(tǒng)和速率的性能都有顯著地提升。
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上傳時間:2024-03-09
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簡介:⑧論文作者簽名4童舷指導教師簽名論文評閱人1評閱人2評閱人3評閱人4評閱人5答辯委員會主席委員1委員2委員3委員4委員5答辯日期浙江大學研究生學位論文獨創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學位論文是本人在導師指導下進行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特別加以標注和致謝的地方外,論文中不包含其他人己經發(fā)表或撰寫過的研究成果,也不包含為獲得浙江大學或其他教育機構的學位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻均已在論文中作了明確的說明并表示謝意。學位論文作者弛銅握磊簽字目期矽/弓年‘月萬日學位論文版權使用授權書本學位論文作者完全了解浙江大學有權保留并向國家有關部門或機構送交本論文的復印件和磁盤,允許論文被查閱和借閱。本人授權逝壅盔堂可以將學位論文的全部或部分內容編入有關數據庫進行檢索和傳播,可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存、匯編學位論文。保密的學位論文在解密后適用本授權書學位論文作者虢匍握磊翩虢GB期刃侈年6月礦日簽字日期年月日
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上傳時間:2024-03-09
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簡介:作為物聯(lián)網的重要組成部分,無線傳感器網絡因其具有良好的信息感知及數據交互能力,近年來格外受到研究者們的關注與重視。無線傳感器網絡由大量低功耗、低成本、多功能的無線傳感器節(jié)點組成,這些傳感節(jié)點既能夠進行數據采集及信息處理,又可以通過無線信道進行通信互聯(lián),因此由它們組成的無線傳感器網絡便可通過無線通信技術及自組織方式形成一種面向任務的網絡系統(tǒng)。但由于在傳統(tǒng)無線傳感器網絡中密集部署的傳感節(jié)點需要通過網絡中唯一的匯聚節(jié)點SINK才可將數據信息傳送至用戶終端或控制中心,而這種多對一的傳輸模式使無線傳感器網絡在能耗均衡性、可靠性等諸多方面均面臨著很大的問題,同時又因無線傳感器網絡應用領域的不斷拓展,也使得單匯聚節(jié)點結構更加不能滿足無線傳感器網絡快速發(fā)展的要求。因此,本文通過在網絡中增加匯聚節(jié)點個數的方式來解決上述問題,從而使無線傳感器網絡的運行變得更高效、更穩(wěn)定、更健壯,并且便于管理。本文針對多匯聚節(jié)點的無線傳感器網絡開展研究,分別從路由協(xié)議設計、多匯聚節(jié)點的重定位技術及數據融合策略等三方面進行了深入研究并提出了相關算法。本文的研究成果主要包括以下三個方面第一,本文提出了一種基于模糊綜合評判理論的最優(yōu)路由選擇算法FCE。該算法通過對傳感節(jié)點到匯聚節(jié)點的跳數、路徑最小剩余能量與最小平均鏈路質量三方面因素進行模糊綜合評判的方式,提供了傳感節(jié)點到對應匯聚節(jié)點的多路徑、層次型、主動與按需混合并考慮QOS的分布式最優(yōu)路由選擇,在賦予路由選擇以人性化思考的同時,可保證無線傳感器網絡具有更長的網絡生存期、更高的數據包交付率和更少的路由控制信息。仿真實驗結果表明,與未使用模糊理論及未對影響因素進行全面考慮的其他多匯聚節(jié)點路由協(xié)議相比,本文所提出的FCE算法可平均延長約28倍的網絡生存時間,提高約14%的數據包交付率,并減少了約37%在路由過程所產生的控制信息數量。第二,本文提出了一種基于質心原理的多匯聚節(jié)點重定位算法EEMSR。該算法通過將匯聚節(jié)點的一跳鄰居傳感節(jié)點視作質點系、其向匯聚節(jié)點傳輸的數據包數量作為質點質量的方式,利用質心位置的計算方法將多個匯聚節(jié)點當做各自質點系的質心用協(xié)作移動的方式逐步逼近并最終定位至各自的最優(yōu)位置,且匯聚節(jié)點的當前最優(yōu)位置可因網絡運行狀態(tài)的不斷變化而進行相應的調整,從而始終保證無線傳感器網絡在傳輸數據信息時可經歷更少的平均跳數及消耗更少的平均節(jié)點能量。仿真實驗結果表明,與匯聚節(jié)點固定不動時相比,本文所提出的EEMSR算法可平均延長約69%的網絡生存時間,提高約5%的數據包交付率而與采用其他策略的匯聚節(jié)點重定位算法相比,該算法也能平均延長約18%的網絡使用壽命,并提升約6%的數據信息傳輸的成功率。第三,本文提出了一種可權衡傳感節(jié)點平均能耗及數據傳輸平均延遲的數據融合算法ECLT。該算法首先使用二級模糊綜合評判方法對原有最優(yōu)路由信息利用傳感節(jié)點的一跳鄰居節(jié)點當前一段時間內所轉發(fā)的數據包個數進行有利于數據融合的相關調整,而使新的數據轉發(fā)路徑在很好的均衡網絡中各節(jié)點能耗并有效提高數據傳輸可靠性的同時,通過增加原有路徑間交疊的方式來高效的提高數據融合度其次,該算法還可利用傳感節(jié)點的自身狀態(tài)來動態(tài)調整其當前的融合等待時間,使該數據融合定時機制TIMING既能有效的均衡網絡中各傳感節(jié)點的平均能耗,又可很好的降低網絡中的平均數據延遲。仿真實驗結果表明,與未考慮數據融合的算法相比,本文所提出的ECLT算法可平均延長約1倍的網絡生存時間,但會降低約3%的數據包交付率而與采用其他數據融合機制與融合等待定制策略的算法相比,該算法也能平均延長約10%的網絡使用壽命,并提高約6%的數據包交付率、降低約6%的平均傳輸延遲及提升約16%的數據融合度。
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上傳時間:2024-03-09
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簡介:移動通信系統(tǒng)從第一代(1G)到第四代(LTELTEA)的演進,從提供語音服務,到立足于提高數據速率,頻譜效率以及系統(tǒng)吞吐量。在信息和通信領域,移動通信基站消耗了系統(tǒng)的大部分能耗,影響了環(huán)境。2G和3G系統(tǒng)采用不同的方法,通過優(yōu)化基站部署,減輕系統(tǒng)的的能源效率問題。LTE和LTEADVANCED具有多項新的關鍵技術,如網絡中繼,異構網絡,先進的MIMO,增強型小區(qū)間干擾協(xié)調(EICIC),以及協(xié)調式多點(COMP)。本論文旨在探討協(xié)作多點部署對于系統(tǒng)能效的影響,建立了能效等級的度量,每焦耳能量頻譜效率的度量。仿真結果表明,使用基于協(xié)作多點傳輸技術的基站部署策略,模擬功耗模型下分析系統(tǒng)能效可提高13%。分析還表明,當基站站點距離較高時,協(xié)作多點傳輸方案的能效沒有改善。
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