物联网动态重构与协作通信技术 科学出版社 epub 下载 pdf 网盘 2025 mobi 在线 免费

物联网中的协作通信系统在能量和带宽归一化的情况下，通过中继协助转发信息，可以获得更高的系统分集增益。与传统的多输入/多输出（MIMO）系统不同，作为一种新的空域分集技术，协作通信系统对物联网通信设备的天线数目没有要求，而是通过搜集物联网中的空闲天线做为中继形成虚拟MIMO，从而实现空间上的分集。对于多源/多宿的协作组播网络而言，在物联网中继节点实施无线网络编码还可以提高系统的吞吐量。本书阐述的"物联网动态重构与协作通信技术"，主要包括基于压缩感知的数据收集、节能MAC协议、网络安全信任测度、动态重构系统的重构方式、可重构资源管理、硬件任务的调度与布局以及软硬件划分、单源/单宿/多中继协作通信、两源/两宿/单中继的协作组播网络、两源/两宿/任意中继的协作组播网络等物联网技术。

前言

第1章绪论

1.1概述

1.2基于压缩感知的数据收集技术

1.3物联网的节能MAC协议

1.4物联网的安全信任测度技术

1.5可重构技术

1.5.1可重构系统相关技术基础

1.5.2重构方式

1.5.3模块布局

1.5.4软硬件协同设计

1.6协作通信技术

1.6.1简介

1.6.2容量与性能分析

1.6.3编码协作

1.6.4节点资源分配

第2章基于压缩感知的数据收集技术

2.1压缩感知相关技术简介

2.1.1预备知识

2.1.2压缩采样

2.1.3测量矩阵的构建

2.1.4信号恢复

2.2基于压缩感知的无线传感器网络数据收集方案

2.2.1稠密随机投影数据收集

2.2.2稀疏随机投影数据收集

2.2.3混合压缩感知数据收集

2.3基于sVD稀疏测量矩阵的wSN压缩感知方法

2.3.1相关技术

2.3.2基于稀疏随机间距托普利兹矩阵的优化

2.3.3基于压缩感知的链式无线传感器网络数据收集

2.3.4示例应用场景设置

2.3.5实验仿真

2.3.6基于稀疏SVD循环矩阵的链式结构网络能耗仿真分析

2.4WSN中基于稀疏混合Cs的分簇结构数据收集技术

2.4.1相关工作

2.4.2基于混合压缩感知的无线传感器网络模型

2.4.3基于混合压缩感知的无线传感器网络数据收集算法

2.4.4网络能耗分析

2.4.5算法完整描述

2.4.6仿真与分析

2.5本章小结

第3章低占空比低碰撞节能MAC协议

3.1无线传感器网络简介

3.2无线传感器网络节能技术

3.2.1传感器节点能耗分析

3.2.2功率控制技术

3.2.3结构控制技术

3.2.4数据融合技术

3.3无线传感器网络各层分析

3.4低占空比低碰撞节能MAC协议设计

3.4.1相关MAC协议

3.4.2算法设计

3.4.3仿真分析

3.5本章小结

第4章面向物联网的分布式自适应信任测度方法

4.1概述

4.2网络模型

4.2.1网络拓扑场景

4.2.2节点能耗模型

4.2.3网络攻击模型

4.3分布式自适应信任测度方法设计

4.3.1信任模型结构

4.3.2直接信任计算

4.3.3推荐信任计算

4.3.4单跳模块中综合直接信任计算

4.3.5多跳模块中间接信任计算

4.3.6信任值更新

4.3.7集成描述信任计算方法

4.4协议仿真与分析

4.5本章小结

第5章物联网中的动态重构方法与系统

5.1动态重构系统结构

5.1.1静态模块

5.1.2动态区域

5.2FPGA的动态部分重构

5.3FPGA部分重构及分析

5.3.1FPGA配置结构

5.3.2配置RAM结构

5.3.3配置控制器

5.3.4配置端口

5.3.5基于模块的部分重构

5.3.6总线宏

5.3.7实现流程

5.3.8基于差异的部分重构

5.3.9实验结果及分析

5.4FPGA动态模块重定位

5.4.1快速重构方法

5.4.2重构方式描述

5.4.3动态模块重定位

5.5本章小结

第6章基于VirtOXll的可重构资源管理系统

6.1可重构资源管理

6.1.1可重构资源及分类

6.1.2段页式资源管理

6.1.3管理模型

6.2原型系统设计

6.3原型系统实现

6.3.1整体结构

6.3.2通信网络

6.3.3控制模块

6.4本章小结

第7章资源管理与2D任务布局

7.1系统模型

7.2资源管理方法与2D任务布局策略

7.2.1相关研究

7.2.2资源管理

7.2.3MER查找操作

7.2.4MER更新操作

7.2.5布局算法

7.2.6碎片评价

7.3实验结果及分析

7.3.1参数设置

7.3.2实验结果

7.4本章小结

第8章面向动态重构系统的软硬件划分

8.1考虑布局的软硬件划分

8.1.1系统模型

8.1.2任务模型

8.1.3软硬件划分描述

8.2软硬件划分与调度

8.2.1基于遗传算法的软硬件划分

8.2.2动态优先级调度算法

8.3性能分析与讨论

8.3.1参数设置

8.3.2实验结果及分析

8.4本章小结

第9章单源单宿多中继协作通信系统的吞吐量-可靠性分析

9.1系统模型

9.2基于AF协议的吞吐量-可靠性权衡分析

9.2.1数学模型及引理

9.2.2吞吐量-可靠性权衡分析

9.2.3基于吞吐量-可靠性权衡的误帧率分析

9.2.4仿真结果与分析

9.3基于DF协议的吞吐量-可靠性权衡分析

9.3.1基于网络信息论的模型分析

9.3.2吞吐量-可靠性分析

9.3.3仿真结果与分析

9.4本章小结

第10章双源双宿单中继协作组播网络的性能分析及优化

10.1系统模型

10.2分集-复用权衡分析

10.2.1数学模型及引理

10.2.2基于NRNC协议的分集-复用权衡分析

10.2.3基于RCNC协议的分集-复用权衡分析

10.2.4基于RGNC协议的分集-复用权衡分析

10.2.5仿真结果与分析

10.3节点功率分配优化

10.3.1基于发射端统计信道信息的功率分配

10.3.2基于发射端瞬时信道信息的功率分配

10.3.3仿真结果与分析

10.4本章小结

第11章双源双宿多中继协作组播网络的预编码设计

11.1系统模型

11.2基于NRNC协议的性能分析及预编码设计

11.2.1数学模型

11.2.2系统误帧率分析

11.2.3预编码设计

11.3基于RCNC协议的性能分析及预编码设计

11.3.1数学模型

11.3.2系统误帧率分析

11.3.3预编码设计

11.4基于RGNC协议的性能分析及预编码设计

11.4.1数学模型及误帧率分析

11.4.2预编码设计

11.5仿真结果与分析

11.6本章小结

第12章展望

12.1数据采集与节能技术展望

12.2动态重构技术展望

12.3协作通信技术展望

参考文献

附录定理证明

A.1定理9.1的证明

A.1.1TIT表达式的下界

A.1.2TRT表达式的上界

A.2定理9.2的证明

A.2.1逆定理证明

A.2.2可达性证明

A.3定理9.3的证明

A.3.1TRT表达式的下界

A.3.2TRT表达式的上界

A.4定理10.1的证明

A.4.1分集增益的上界

A.4.2可达性证明

A.5定理10.2的证明

A.5.1分集增益的上界

A.5.2可达性证明

A.6定理10.3的证明

A.6.1分集增益的上界

A.6.2可达性证明

A.7缩略语表

张德干，男，湖北黄冈英山县人，博士(后)，教授，博导。研究方向为物联网、移动计算、智能控制、无线通信等技术。主持国家863计划项目、国家自然科学基金项目、新世纪很好人才计划项目等十余项，在靠前外期刊和会议上以靠前作者发表论文130余篇(40篇SCI索引，90篇EI索引)。出版学术专著多部，获得多项，获得科技奖励多项，是多个靠前会议的大会。

李涛，男，山东泰安人，博士(后)，副教授，硕导。研究方向为并行与分布式计算、GPU计算、物联网等技术。主持(或参与)国家自然科学基金项目、科技部计划项目、天津市自然科学基金项目等多项，在SCI和EI索引的相关研究领域的靠前外期刊或学术会议上发表论文近50篇。出版教材多部。获得发明多项。担任多项学术兼职。

李骏，男，安徽六安市人，博士(后)，教授，博导，江苏省特聘教授。研究方向为无线通信、物联网等技术。主持(或参与)国家自然科学基金项目、江苏省自然科学基金项目等多项，在IEEE Transactions等有影响的靠前外期刊和会议上发表论文90余篇。

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