物联网动态重构与协作通信技术PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 概述 1

1.2 基于压缩感知的数据收集技术 4

1.3 物联网的节能MAC协议 6

1.4 物联网的安全信任测度技术 6

1.5 可重构技术 7

1.5.1 可重构系统相关技术基础 8

1.5.2 重构方式 13

1.5.3 模块布局 14

1.5.4 软硬件协同设计 17

1.6 协作通信技术 19

1.6.1 简介 19

1.6.2 容量与性能分析 22

1.6.3 编码协作 24

1.6.4 节点资源分配 27

第2章 基于压缩感知的数据收集技术 29

2.1 压缩感知相关技术简介 29

2.1.1 预备知识 30

2.1.2 压缩采样 30

2.1.3 测量矩阵的构建 30

2.1.4 信号恢复 31

2.2 基于压缩感知的无线传感器网络数据收集方案 31

2.2.1 稠密随机投影数据收集 32

2.2.2 稀疏随机投影数据收集 33

2.2.3 混合压缩感知数据收集 33

2.3 基于SVD稀疏测量矩阵的WSN压缩感知方法 34

2.3.1 相关技术 34

2.3.2 基于稀疏随机间距托普利兹矩阵的优化 37

2.3.3 基于压缩感知的链式无线传感器网络数据收集 38

2.3.4 示例应用场景设置 42

2.3.5 实验仿真 43

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 46

2.4 WSN中基于稀疏混合CS的分簇结构数据收集技术 48

2.4.1 相关工作 48

2.4.2 基于混合压缩感知的无线传感器网络模型 49

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 50

2.4.4 网络能耗分析 53

2.4.5 算法完整描述 55

2.4.6 仿真与分析 57

2.5 本章小结 61

第3章 低占空比低碰撞节能MAC协议 62

3.1 无线传感器网络简介 62

3.2 无线传感器网络节能技术 65

3.2.1 传感器节点能耗分析 65

3.2.2 功率控制技术 65

3.2.3 结构控制技术 66

3.2.4 数据融合技术 66

3.3 无线传感器网络各层分析 66

3.4 低占空比低碰撞节能MAC协议设计 68

3.4.1 相关MAC协议 68

3.4.2 算法设计 69

3.4.3 仿真分析 78

3.5 本章小结 84

第4章 面向物联网的分布式自适应信任测度方法 85

4.1 概述 85

4.2 网络模型 85

4.2.1 网络拓扑场景 85

4.2.2 节点能耗模型 86

4.2.3 网络攻击模型 87

4.3 分布式自适应信任测度方法设计 88

4.3.1 信任模型结构 88

4.3.2 直接信任计算 89

4.3.3 推荐信任计算 92

4.3.4 单跳模块中综合直接信任计算 95

4.3.5 多跳模块中间接信任计算 96

4.3.6 信任值更新 97

4.3.7 集成描述信任计算方法 98

4.4 协议仿真与分析 99

4.5 本章小结 105

第5章 物联网中的动态重构方法与系统 106

5.1 动态重构系统结构 106

5.1.1 静态模块 107

5.1.2 动态区域 110

5.2 FPGA的动态部分重构 113

5.3 FPGA部分重构及分析 115

5.3.1 FPGA配置结构 115

5.3.2 配置RAM结构 115

5.3.3 配置控制器 117

5.3.4 配置端口 119

5.3.5 基于模块的部分重构 119

5.3.6 总线宏 120

5.3.7 实现流程 121

5.3.8 基于差异的部分重构 122

5.3.9 实验结果及分析 122

5.4 FPGA动态模块重定位 125

5.4.1 快速重构方法 125

5.4.2 重构方式描述 126

5.4.3 动态模块重定位 127

5.5 本章小结 130

第6章 基于Virtexll的可重构资源管理系统 131

6.1 可重构资源管理 131

6.1.1 可重构资源及分类 131

6.1.2 段页式资源管理 133

6.1.3 管理模型 135

6.2 原型系统设计 138

6.3 原型系统实现 144

6.3.1 整体结构 144

6.3.2 通信网络 146

6.3.3 控制模块 146

6.4 本章小结 151

第7章 资源管理与2D任务布局 152

7.1 系统模型 152

7.2 资源管理方法与2D任务布局策略 154

7.2.1 相关研究 154

7.2.2 资源管理 155

7.2.3 MER查找操作 159

7.2.4 MER更新操作 160

7.2.5 布局算法 162

7.2.6 碎片评价 163

7.3 实验结果及分析 164

7.3.1 参数设置 165

7.3.2 实验结果 166

7.4 本章小结 169

第8章 面向动态重构系统的软硬件划分 170

8.1 考虑布局的软硬件划分 170

8.1.1 系统模型 170

8.1.2 任务模型 171

8.1.3 软硬件划分描述 173

8.2 软硬件划分与调度 174

8.2.1 基于遗传算法的软硬件划分 174

8.2.2 动态优先级调度算法 177

8.3 性能分析与讨论 182

8.3.1 参数设置 182

8.3.2 实验结果及分析 183

8.4 本章小结 189

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 190

9.1 系统模型 190

9.2 基于AF协议的吞吐量-可靠性权衡分析 191

9.2.1 数学模型及引理 191

9.2.2 吞吐量-可靠性权衡分析 193

9.2.3 基于吞吐量-可靠性权衡的误帧率分析 195

9.2.4 仿真结果与分析 195

9.3 基于DF协议的吞吐量-可靠性权衡分析 200

9.3.1 基于网络信息论的模型分析 200

9.3.2 吞吐量-可靠性分析 202

9.3.3 仿真结果与分析 203

9.4 本章小结 205

第10章 双源双宿单中继协作组播网络的性能分析及优化 206

10.1 系统模型 206

10.2 分集-复用权衡分析 207

10.2.1 数学模型及引理 207

10.2.2 基于NRNC协议的分集-复用权衡分析 210

10.2.3 基于RCNC协议的分集-复用权衡分析 211

10.2.4 基于RGNC协议的分集-复用权衡分析 212

10.2.5 仿真结果与分析 212

10.3 节点功率分配优化 215

10.3.1 基于发射端统计信道信息的功率分配 215

10.3.2 基于发射端瞬时信道信息的功率分配 220

10.3.3 仿真结果与分析 222

10.4 本章小结 224

第11章 双源双宿多中继协作组播网络的预编码设计 226

11.1 系统模型 226

11.2 基于NRNC协议的性能分析及预编码设计 227

11.2.1 数学模型 227

11.2.2 系统误帧率分析 228

11.2.3 预编码设计 232

11.3 基于RCNC协议的性能分析及预编码设计 234

11.3.1 数学模型 234

11.3.2 系统误帧率分析 236

11.3.3 预编码设计 238

11.4 基于RGNC协议的性能分析及预编码设计 240

11.4.1 数学模型及误帧率分析 240

11.4.2 预编码设计 240

11.5 仿真结果与分析 240

11.6 本章小结 244

第12章 展望 245

12.1 数据采集与节能技术展望 245

12.2 动态重构技术展望 245

12.3 协作通信技术展望 246

参考文献 247

附录 定理证明 264

A.1 定理9.1 的证明 264

A.1.1 TRT表达式的下界 265

A.1.2 TRT表达式的上界 269

A.2 定理9.2 的证明 272

A.2.1 逆定理证明 272

A.2.2 可达性证明 273

A.3 定理9.3 的证明 275

A.3.1 TRT表达式的下界 277

A.3.2 TRT表达式的上界 280

A.4 定理10.1 的证明 284

A.4.1 分集增益的上界 284

A.4.2 可达性证明 287

A.5 定理10.2 的证明 289

A.5.1 分集增益的上界 289

A.5.2 可达性证明 293

A.6 定理10.3 的证明 295

A.6.1 分集增益的上界 295

A.6.2 可达性证明 297

A.7 缩略语表 298