器件无线通信器件电源器件四部分组成。传感器器件由传感器和接口电路组成，主要用于感知监测采集传输监测区域内信息。数据处理器件由处理器和存储器组成，主要负责传感器控制运算，是整个节点核心部分。无线通信器件作用是发送已采集数据信息至汇聚节点。万方数据南京邮电大学硕士研究生学位论文第章引言图传感器节点组成框图由于传感器节点体积较小，其携带电池能量有限，而传感器多分布在环境较为复杂区域中水塘森林沼泽等，因此及时更换电池补充能量是不现实。所以无线传感网络中，能量控制与节约是当今研究重点问题。随着微电子技术发展，低功耗技术应用大大降低了传感器器件和数据处理器件能量消耗，现阶段绝大多数能量消耗主要集中在无线通信器件上。根据提出传感器件能量消耗模型，如图所示，可以看出提高网络能量效率可以从减少发送接收空闲时间，增加节点休眠时间等方面改善。总而言之，要提万方数据目录第章引言无线传感网络概述无线传感网络结构传感器节点能耗分析无线传感网络协议体系无线传感网络应用与发展趋势课题背景与意义论文主要工作论文组织结构第二章相关知识背景与研究现状协作中继通信技术系统原理系统信道容量空时编码协作研究现状本章小结第三章协作能耗分析协作模型系统能耗分析本地传输能耗分析远程通信能耗分析系统能量优化模型系统仿真结果和能耗分析与能耗性能比较协作天线数对能耗影响调制速率对系统能耗影响本章小结第四章协作通信中继节点位置选择和功率分配节点中继系统模型中继系统误符号性能与功率分配系统性能系统最优功率分配系统性能仿真协作系统中继位置与性能系统最优中继位置分析等功率分配系统性能仿真最优功率分配系统性能仿真本章小结第五章新型系统模型系统模型系统能耗分析万方数据系统能耗系统能耗仿真系统误符号性能与功率分配系统性能系统最优功率分配系统中继位置与性能系统功率分配和中继位置仿真本章小结第六章总结与展望总结展望参考文献附录攻读硕士学位期间撰写论文致谢万方数据南京邮电大学硕士研究生学位论文第章引言第章引言无线传感网络概述大量具有计算能力感知能力和无线通信能力微型传感器节点部署在监测区域内，以自组织方式构成跳或者多跳网络为无线传感网络。部署传感器节点目是检测监测区域内有用信息温度湿度质量风速磁场等，并将采集到信息经过处理后转发，已达到监控整个监测区域目。无线传感网络三大要素分别为感知对象传感器观察者。随着时代进步，科技发展，微电子技术数字信号处理技术以及无线通信技术发展，人们已经可以制作出低成本低功耗体积小无线传感器节点，无线传感网络已经得到了大面积应用。无线传感网络因此被誉为“计算机与互联网之后第三次浪潮”。可以预计是无线传感网络作为新代无线网络必将在日后科技发展人类进步中扮演举足轻重角色。无线传感网络结构无线传感网络由分布在监测区域内大量低功耗廉价微型并且具备感知能力计算能力以及无线通信能力传感器节点组成，以无线通信方式组成自组织网络系统。无线传感网络系统结构如图所示无线传感网络结构图。由图可知，无线传感网络模型由传感器节点汇聚节点管理节点组成。数据由部署在监控区域内传感器节点采集与处理之后，通过些特定网络传输协议将数据传送给汇聚节点。汇聚节点接收到信息之后，将数据进行进步处理，再按照传输协议将有用信息发送给管理节点。管理者便可通过该方式获得监控区域内信息。传感器节点核心部件是个微型嵌入式系统，相对于专用计算机或电脑来说，其存储处理运算通信能力等方面能力较弱。绝大部分传感器采用有限能量电池供电。在网络中，传感器节点作为传统网络终端和路由器结合体，通常同时具有两者功能。除了完成数据采集和处理之外，还要通过协作方式存储融合处理其它节点数据，通过转发方式完成定任务。万方数据南京邮电大学硕士研究生学位论文第章引言图无线传感网络结构图汇聚节点般由存储处理运算通信能力等方面能力较强嵌入式系统构成，并且具有充足能量供给。汇聚节点般用于连接无线传感网络和因特网以及其它无线网络，从而将不同网络协议进行转换。汇聚节点通常还能够帮助管理节点向传感器节点发送监测任务，并将处理好数据转发。传感器节点能耗分析在无线传感器网络研究中，能效问题直是热点问题。当前处理器以及无线传输装置依然存在向微型化发展空间，但在无线网络中需要数量更多传感器，种类也要求多样化，将它们进行链接，这样会导致耗电量加大。如何提高网络性能，延长其使用寿命，将不准确性误差控制在最小将是下步研究问题。图所示为传感器节点组成框图，由图可以看出，传感器节点主要由传感器器件数据处理器件无线通信器件电源器件四部分组成。传感器器件由传感器和接口电路组成，主要用于感知监测采集传输监测区域内信息。数据处理器件由处理器和存储器组成，主要负责传感器控制运算，是整个节点核心部分。无线通信器件作用是发送已采集数据信息至汇聚节点。万方数据南京邮电大学硕士研究生学位论文第章引言图传感器节点组成框图由于传感器节点体积较小，其携带电池能量有限，而传感器多分布在环境较为复杂区域中水塘森林沼泽等，因此及时更换电池补充能量是不现实。所以无线传感网络中，能量控制与节约是当今研究重点问题。随着微电子技术发展，低功耗技术应用大大降低了传感器器件和数据处理器件能量消耗，现阶段绝大多数能量消耗主要集中在无线通信器件上。根据提出传感器件能量消耗模型，如图所示，可以看出提高网络能量效率可以从减少发送接收空闲时间，增加节点休眠时间等方面改善。总而言之，要提,万方数据南京邮电大学硕士研究生学位论文参考文献,万方数据南京邮电大学硕士研究生学位论文附录攻读硕士学位期间撰写论文附录攻读硕士学位期间撰写论文单剑锋葛栋宋晓涛，种新型无线传感网络中继功率分配方案，计算机技术与发展万方数据南京邮电大学硕士研究生学位论文致谢致谢光阴似箭，时间飞逝，转眼间我硕士生涯即将结束了。回首三年来求学之路，不由感到自己是如此幸运。路走过周遭朋友换了批又批，走了个又个，但是每次遇见总会留下受益匪浅帮助，总会留下段段难以割舍情谊。值此论文结束之际，我要衷心对那些指导过帮助过关心过我家人朋友师长由衷说声谢谢。首先，我要由衷感谢是我导师单剑锋副教授。三年前正是单老师带我走进了科研之门，开始了无线传感网络研究。三年中，我不仅从单老师身上学到了专业知识，分析解决问题方法，更重要是我从单老师那儿学到了严谨做事真心待人生活态度，这使我终身受益。在此，我想对我恩师致以最崇高敬意和最真诚感激，愿老师日后身体健康，工作顺利。其次，我要感谢我家人，家人永远都是最支持我人，求学路漫漫，二十年学生生涯能够走到现在功劳最大就是我家人。没有家人在背后默默支持和付出我永远不可能顺利读书到现在。不论是在小学中学大学中遇到问题困难最先想到求助就是我家人。在这学生生涯即将结束之际我想对你们说我爱你们。我要特别感谢我女友程春燕博士，程博士对我文章创作帮助巨大，程博士自己科研任务十分艰巨，但是她依然能够在百忙之中抽出宝贵时间帮我修改论文。感谢我同学付世清张振洲对我帮助，感谢他们在文章模型和仿真工作中给予了我帮助。感谢宦如松徐鹏泰陈宇周全良饶钢等人对我论文修改提出意见。学生生涯结束是另段人生开始我将以更加饱满热情投入到以后工作中去，实现梦想创造人生价值。万方数据协作通信无线传感网络功率控制研究作者葛栋学位授予单位南京邮电大学引用本文格式葛栋协作通信无线传感网络功率控制研究学位论文硕士,单位代码密级硕士学位论文论文题目协作通信无线传感网络功率控制研究葛栋单剑锋电路与系统智能信息处理工学硕士年月学号姓名导师学科专业研究方向申请学位类别论文提交日期万方数据万方数据南京邮电大学学位论文原创性声明本人声明所呈交学位论文是我个人在导师指导下进行研究工作及取得研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过研究成果，也不包含为获得南京邮电大学或其它教育机构学位或证书而使用过材料。与我同工作同志对本研究所做任何贡献均已在论文中作了明确说明并表示了谢意。本人学位论文及涉及相关资料若有不实，愿意承担切相关法律责任。南京邮电大学学位论文使用授权声明本人授权南京邮电大学可以保留并向国家有关部门或机构送交论文复印件和电子文档允许论文被查阅和借阅可以将学位论文全部或部分内容编入有关数据库进行检索可以采用影印缩印或扫描等复制手段保存汇编本学位论文。本文电子文档内容和纸质论文内容相致。论文公布包括刊登授权南京邮电大学研究生院办理。涉密学位论文在解密后适用本授权书。研究生签名日期研究生签名导师签名日期万方数据摘要在实际应用中，由大量无线传感器节点构成无线传感网络，由于传感器节点采用电池供电部署区域复杂，使其更换电池难以实现。因此，如何减小传感器节点能量消耗，提高整个网络能量效率是无线传感网络需要解决重大问题。传感器节点能耗由电路能耗和发送能耗组成。研究表明，在不增加系统发射功率和带宽前提下，应用协作技术无线传感网络系统能够有效提升网络能量效率。本文主要研究是协作通信中功率分配和中继拓扑问题。主要解决问题如下详细地分析了协作系统能耗模型，给出了能耗闭合解析式，并根据此解析式推出了系统能耗优化模型。二详细地分析了中继系统网络拓扑和性能，给出了直线型中继系统值。提出了基于系统最小最优功率分配模型和最佳网络拓扑模型。三本文结合协作系统和直线型三点中继系统提出了种新型系统模型。详细地分析了系统能耗性能和性能，通过公式和仿真证明，系统在定条件下能耗优于系统和直线型三点中继系统。四详细地分析了系统基于最小性能下功率分配和中继位置最优能耗模型。给出了系统最优功率分配和最佳中继位置。通过仿真证明，采用了最优功率分配和最佳中继位置系统能耗和性能最佳。关键词无线传感网络直线型中继最优功率分配中继位置万方数据,万方数据目录第章引言无线传感网络概述无线传感网络结构传感器节点能耗分析无线传感网络协议体系无线传感网络应用与发展趋势课题背景与意义论文主要工作论文组织结构第二章相关知识背景与研究现状协作中继通信技术系统原理系统信道容量空时编码协作研究现状本章小结第三章协作能耗分析协作模型系统能耗分析本地传输能耗分析远程通信能耗分析系统能量优化模型系统仿真结果和能耗分析与能耗性能比较协作天线数对能耗影响调制速率对系统能耗影响本章小结第四章协作通信中继节点位置选择和功率分配节点中继系统模型中继系统误符号性能与功率分配系统性能系统最优功率分配系统性能仿真协作系统中继位置与性能系统最优中继位置分析等功率分配系统性能仿真最优功率分配系统性能仿真本章小结第五章新型系统模型系统模型系统能耗分析万方数据系统能耗系统能耗仿真系统误符号性能与功率分配系统性能系统最优功率分配