Energy optimization is an important issue for the development of wireless networks and energy-efficient MAC protocol is a critically fundamental research topic. However, how to optimize the communication energy consumption of heterogeneous wireless networks and how to design energy-efficient MAC protocol are still the key problems to be solved. Therefore, this proposal will investigate the energy optimization of BSN-WiFi network and design an energy-efficient MAC protocol by establishing a real hardware platform of the heterogeneous BSN-WiFi network. More specifically, we first set up a medical-care platform of BSN-WiFi network, improve the applicability, portability and expandability of the network, and collect the data of energy consumption; then, we mine the model parameters of communication energy consumption of the network, build an energy optimization model for BSN-WiFi network with constraints of throughput and time delay, and present the optimal packet size and optimal data sending rate by solving the convex optimization problem, thereby addressing the energy consumption problem of heterogeneous wireless networks; in addition, according to the energy optimization model, we present a priority-based dynamic slot allocation algorithm and competition-based contention window adaptation algorithm, improve the efficiency and performance of the network, thereby addressing the problem of designing energy-efficient MAC protocol. With the wide applications of wireless devices in future, the research of this proposal has important theoretical significance and practical application value.
能量优化是无线网络发展的重要问题,高能效的MAC协议也成为关键的基础研究课题。然而,如何优化异构无线网络的通信能量消耗和设计高能效的MAC协议仍是亟待解决的关键问题。为此,本项目将通过真实搭建的异构BSN-WiFi网络硬件平台来构建能量优化模型和设计高能效的MAC协议。具体的说,搭建可应用于医疗监护的BSN-WiFi网络硬件平台,提高网络的应用性、便携性和可扩展性,同时收集能量消耗的数据;挖掘网络通信能量消耗的模型参数,构建以吞吐量和延迟为约束的BSN-WiFi网络能量优化模型,通过求解凸优化问题确定最优数据包尺寸和最优数据发送率,从而解决异构无线网络能量优化问题;根据能量优化模型,提出基于优先级的动态时隙分配算法和竞争窗口自适应算法,提高网络效率和性能,从而解决设计高能效MAC协议的问题。随着无线设备在未来的广泛应用,本项目的研究具有重要的理论意义和实际的应用价值。
本项目围绕BSN-WiFi网络能量优化、基于智能手机传感器的探测、人机界面控制以及用于网络通讯安全的哈希函数构造等方面进行了深入研究。主要研究内容包括:提出了基于聚合模型的视频流节能下载调度算法;提出了基于可变参数的广义混沌映射的快速高效的散列算法;提出和设计了通过智能手机内置的加速度传感器检测驾驶事件和路况的系统;提出和设计了基于路由器的家庭宽带接入网页加载加速系统;提出和设计了基于智能手机内置的传感器感应路况而自动判定司机手机使用的系统;提出了基于循环移位的可变参数的混沌哈希算法;设计了通过第三设备访问智能手机的能量节约框架;提出和设计了基于EEG的人机界面交互系统;设计了基于联合数据率适配的BSN-WiFi网络中的设备能量消耗和优化算法;设计了基于动态S-Box和带可变参数的混沌哈希函数和解决计算冲突问题的哈希改进算法;提出了基于MapReduce的分布式交通分区高效并行聚类算法。这些研究成果对未来网络以及安全的发展具有一定科学指导意义,同时也具有较强的应用前景。基于此项目,项目负责人以第一作者身份发表了10篇SCI检索学术论文,以通讯作者身份发表1篇SCI检索学术论文,培养了1名研究生和4名在读硕士生。
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数据更新时间:2023-05-31
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