發(fā)布時間：2017-08-02 15:14

  本文關鍵詞：能量采集無線通信系統(tǒng)的中繼選擇方案研究

  更多相關文章： 能量采集 能量管理策略 中繼選擇 排隊論 無線傳感器網(wǎng)絡

【摘要】：傳統(tǒng)的無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點的能量一般來源于電池,而電池的容量非常有限,制約著無線傳感器網(wǎng)絡的生命周期,因此最大化無線傳感器網(wǎng)絡生命周期是無線網(wǎng)絡領域的研究熱點,其中將可再生能源采集技術與無線傳感器網(wǎng)絡相結合是一個重點研究方向。因此,本文研究了無線傳感器網(wǎng)絡基于能量采集技術的能量管理策略,并且結合協(xié)作通信提出了新型的基于節(jié)點工作量分配的中繼選擇方案,有效的延長了無線傳感器網(wǎng)絡的生命周期,提升了系統(tǒng)性能。本文從多個方面研究了能量采集無線通信系統(tǒng)并取得了若干有價值的研究成果。1、研究了單節(jié)點能量采集無線通信系統(tǒng)的能量管理策略。根據(jù)排隊論推導出單節(jié)點系統(tǒng)的穩(wěn)定性區(qū)間。對不同數(shù)據(jù)和能量到達模型,不同能量與傳輸數(shù)據(jù)大小映射關系函數(shù),不同代價函數(shù)以及不同緩存區(qū)容量情況下進行各種能量管理策略的性能仿真分析。仿真結果表明不同策略之間的吞吐量性能和時延性能差異在不同情況下均存在較大差異。2、研究了多節(jié)點能量采集無線通信系統(tǒng)的中繼選擇方案。提出了基于工作量分配的中繼選擇算法,并與簡單中繼輪換法和實時中繼選擇法進行了對比分析。當(?)大于δ_i時,基于工作量分配的中繼選擇法是吞吐量和時延性能折中的最優(yōu)算法,并且減少了算法復雜度。比較了兩種不同幀長情況,其系統(tǒng)時延的差別�；诠ぷ髁糠峙涞闹欣^選擇算法,工作周期時長越小,系統(tǒng)時延越小。3、研究了衰落信道及電池非理想等實際應用情況下不同能量管理策略對單節(jié)點以及多節(jié)點能量采集無線通信系統(tǒng)的性能影響。在已知CSI下的新型能量管理策略可使得系統(tǒng)的穩(wěn)定性區(qū)間比未知CSI的能量管理策略更大,并能夠降低系統(tǒng)時延,提高系統(tǒng)吞吐量,大大提高了系統(tǒng)性能。在電池非理想情況下,不同策略的穩(wěn)定性區(qū)間與存儲效率β_1緊密相關,β_1越小,系統(tǒng)穩(wěn)定性越差,系統(tǒng)時延越大,吞吐量越小,性能越差。
【關鍵詞】：能量采集 能量管理策略 中繼選擇 排隊論 無線傳感器網(wǎng)絡
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN929.5;TP212.9
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-17
• 1.1 引言10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 能量采集概述11-12
• 1.2.2 能量到達特性建模12
• 1.2.3 基于采集能量的無線傳輸動態(tài)適配方案12-13
• 1.2.4 無線能量采集裝置13-14
• 1.3 能量采集無線通信系統(tǒng)核心技術研究14-15
• 1.4 論文的主要研究內(nèi)容15-17
• 第二章 單節(jié)點能量采集系統(tǒng)能量管理策略分析17-37
• 2.1 引言17
• 2.2 單節(jié)點能量采集系統(tǒng)模型17-18
• 2.3 能量采集系統(tǒng)相關理論基礎18-21
• 2.3.1 馬爾科夫決策過程18-20
• 2.3.2 排隊論20-21
• 2.4 系統(tǒng)穩(wěn)定性條件21
• 2.5 能量管理策略21-25
• 2.5.1 無緩存策略22
• 2.5.2 吞吐量最優(yōu)策略22-23
• 2.5.3 貪婪策略23-24
• 2.5.4 改進吞吐量最優(yōu)策略24-25
• 2.6 仿真分析25-35
• 2.7 本章小結35-37
• 第三章 能量采集無線通信系統(tǒng)中繼選擇方案研究37-52
• 3.1 引言37
• 3.2 能量采集無線中繼系統(tǒng)模型37-38
• 3.3 系統(tǒng)穩(wěn)定性條件38-40
• 3.4 中繼節(jié)點時延最優(yōu)的中繼選擇算法研究40-48
• 3.4.1 基于坐標輪換的工作量分配算法求解分析42-43
• 3.4.2 基于坐標輪換的工作量分配算法流程圖43-45
• 3.4.3 基于工作量分配的中繼選擇算法流程圖45-48
• 3.5 仿真分析48-51
• 3.6 本章小結51-52
• 第四章 在衰落信道及電池非理想等實際應用中的能量管理策略研究52-69
• 4.1 引言52
• 4.2 衰落信道單節(jié)點能量采集系統(tǒng)模型52-53
• 4.3 衰落信道單節(jié)點系統(tǒng)能量管理策略分析53-56
• 4.4 電池非理想狀態(tài)下單節(jié)點系統(tǒng)能量管理策略分析56-57
• 4.5 仿真分析57-68
• 4.6 本章小結68-69
• 第五章 總結與展望69-71
• 5.1 論文工作總結69-70
• 5.2 未來工作展望70-71
• 參考文獻71-75
• 攻讀碩士學位期間取得的研究成果75-76
• 致謝76-77
• 答辯委員會對論文的評定意見77

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本文編號：609901