异构无线网络透明共存机制优化方法研究

基本信息
批准号:61872295
项目类别:面上项目
资助金额:64.00
负责人:尹小燕
学科分类:
依托单位:西北大学
批准年份:2018
结题年份:2022
起止时间:2019-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:贺晨,袁旭,许鹏飞,侯爱琴,徐丹,金梦,张洁,贾茹昭,王倩倩
关键词:
无线传感器网络透明共存数据传输物联网
结项摘要

This project aims to explore the transparent coexistence for wireless devices in heterogeneous wireless networks, and to deal with the problems of low transmission success ratio and resource under-utilization, caused by interference from multi-technology coexistence environment. Based on nonlinear relationship between channel quality and interference, CSI feature can be extracted and a level based model can be constructed to evaluate the channel state. Taking precoding and decoding into account, both interference cancellation and transparent coexistence can be implemented, so as to spectrum contention will be alleviated, and resource utilization will be maximized. Based on the link quality and its spatiotemporal correlation model, a novel algorithm to predict the link quality is proposed. Transmission success ratio can be improved by ways of link selection and rate adaptation. To validate effectiveness of our mechanism, a prototype of transparent coexistence is designed for typical scenarios. Essentially, this project tries to reveal the law between multi-technology interference and channel temporal and spatial characteristics, and then explore effective strategies for transparent coexistence even with multi-technology interference. The research results are expected to provide valuable theoretical support and application reference for the environment monitoring in heterogeneous wireless networks.

针对异构无线网络共存环境下多元化设备间的数据传输因跨协议干扰导致的低传输成功率与低资源利用率问题,项目旨在探索干扰存在环境下的异构无线网络透明共存机制,获取信道质量与干扰源之间的非线性联系,从而提取不同干扰源导致的CSI共性特征,构建基于分级的信道状态评价模型;基于预编码与解码,消除数据流间的相互干扰,实现异构无线网络透明共存,缓解异构无线网络共存环境中设备间的频谱争用,最大化资源利用率;利用链路质量及其时空相关性模型,探索设计链路质量预测算法,通过传输链路优选与速率自适应,避免拥塞,提高传输成功率;针对典型应用场景,设计异构无线网络透明共存原型系统,验证所提方法的有效性。其科学实质是通过揭示干扰源与信道时空物理特征相互影响的规律,寻求在同协议干扰与跨协议干扰的共同影响下数据流透明共存的有效方法。研究成果有望为异构无线网络共存环境监测应用提供有价值理论支撑和应用参考。

项目摘要

本项目旨在探索同协议干扰与跨协议干扰的共同影响下异构无线网络透明共存的有效方法。鉴于因信道衰落导致的子载波质量差异,从子载波层面细粒度感知无线信道状态,并对子载波按质量分类分级,研究面向子载波的深度感知及其干扰源识别模型,实验证实干扰源识别模型的准确度与时域/频域上的子载波特征选择密切相关。基于异构无线网络间的干扰在频域上的表现特征,结合预编码,研究Wi-Fi信号的补偿与恢复算法,利用已恢复的Wi-Fi信号,研究ZigBee信号的干扰消除和解码算法,实验证实基于预编码的编解码方案能提高信噪比、降低误差向量幅度与误符号率。针对异构无线网络中相互干扰导致的误符号率问题,寻找并利用一切潜在的数据传输机会,研究异构无线网络中面向信息新鲜度最优的数据传输方法,实验证实所提算法能平衡节点间的传输成本与数据传输效率。深度感知数据流的优先级与信道质量,研究无线网络中兼顾优先级与公平性的数据协同传输方法,实验证实所提算法能保障数据传输的公平性,并降低系统能耗与传输时延。针对无线信道质量不稳定、网络拓扑瞬息万变、无线链路寿命短、带宽受限、通信负载量大等多重挑战,研究混合流调度与路径选择联合优化的数据传输方法,实验证实所提算法能提高异构无线网络的数据传输成功率与系统吞吐量。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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