多网共存环境下无线体域网干扰问题的研究

作     者：唐晓岩 

作者单位：华中科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：雷鑑铭

授予年度：2012年

学科分类：080904[工学-电磁场与微波技术] 0810[工学-信息与通信工程] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 0804[工学-仪器科学与技术] 081001[工学-通信与信息系统] 

主      题：无线体域网 干扰缓解 自适应 评估函数 

摘      要：随着微电子、传感器和无线通信技术的进步，无线体域网在研究和应用领域占据着日益重要的地位。通过人体范围内的无线互联，可以提供包括医疗监护、远程诊断、定位导航和个人娱乐等一系列应用服务。在多网共存环境下，由于随机分布的无线体域网之间缺少协调，且频带资源有限，邻近体域网可能会出现相互之间的交叉干扰，从而影响本地信号的接收。这不仅降低了通信的可靠性，而且会对网络生存周期产生影响。 因为网络结构和自身的特点，传统的干扰抑制策略并不适用于无线体域网。本文分析了基于博弈论和模糊逻辑的控制算法在功耗和复杂度方面存在的不足，并在此基础上提出了基于评估函数最优化策略的自适应干扰缓解算法。通过评估函数可以对网络容量和功耗作综合的考量，依据评估函数最优化策略对当前信道状况下的调制方式、数据速率和网络工作周期进行自适应的动态调整，从而缓解网间干扰，并同时使无线体域网的整体性能达到最优。 本文基于仿真结果对算法进行了评估，分析了自适应干扰缓解算法的特点，分别探讨了线性和非线性评估函数的最优解，以及网络状况变化对最优解的影响。通过增大权重系数，评估函数能够对发射功率产生明显的抑制，最优解的峰值可被限制为最大功率的30%。通过动态调整权重系数，可以将低电量时发射功率控制在最大值的60%以下，从而可以在多变的干扰环境中更好的适用于功耗和资源受限的无线体域网。