农业物联网中基于遗传算法的并行合作频谱感知

将认知无线电技术引入农业物联网中以解决其无线频谱资源紧缺的问题,针对农业物联网中多种传感器、终端及网关对不同异构信道的特殊需求,提出一种基于遗传算法的并行合作频谱感知方法。该方法能够克服现有方法中无法同时感知多个异构信道及在感知中没有考虑吞吐量和感知时长的不足,通过遗传算法最优地选取感知节点、分配感知任务以及设定感知时长,达到使系统有效吞吐量最大的目的。仿真结果表明,该方法相比随机感知方法,能够获得更大的系统有效吞吐量。     

认知TD-LTE-A网中基于逐级满足的异构信道频谱感知方法

在认知TD-LTE-A异构网的频谱感知中,为了提高有效吞吐量,并减少参与合作感知的认知用户数,提出了一种基于逐级满足的频谱感知方法。该方法定义了有效吞吐量的概念,利用逐级满足的方法解决了认知TD-LTE-A异构网中多认知用户如何合作感知多个异构信道的问题。仿真结果表明,基于逐级满足的异构信道频谱感知方法相比于遗传算法和迭代匈牙利算法能够获得较高的有效吞吐量,且需要较少的认知用户参加合作频谱感知。     

一种基于虚拟链路的多信道MAC机制

在Zigbee协议体系基础上，提出了一种基于虚拟链路的多信道媒质访问机制VLMAC，针对分簇的网络结构，结合时分和频分复用，簇内由簇头进行时间调度，实现簇内无冲突通信，两簇跳邻簇范围的各簇使用不同的信道，以避免簇间的干扰.簇间的数据传输在一个虚拟链路进行上，连整个网络存在几条互不重叠的虚拟链路，使用虚拟MIMO接收不同链路上的数据，避免Sink周围数据量大造成的严重冲突.VLMAC解决了隐终端问题.仿真实验表明，VLMAC减少了整个网络的干扰，降低了传输时延，减少了能耗.     

下行链路协作传输技术的相位噪声分析

在多个使用正交频分复用(OFDM)进行下行传输的蜂窝网络小区中,下行链路协作传输技术能提高蜂窝网络边缘用户的频谱效率和消除干扰.但是因为各小区发送端定时误差和频移的不同,导致各基站产生不同的相位噪声,进而使得传输过程产生符号间干扰(ISI)和载波间干扰(ICI),这会严重影响下行链路协作传输的性能.本文分析了下行链路协作传输复合信道模型、时延对定时误差影响和本振对相位噪声影响,给出了不同场景下不同的相位噪声特性对系统性能影响的仿真结果.     

基于IPv6和异构无线传感网络智能网关型的农业物联网系统设计

为改善当前农业物联网中IPv6和单一无线传感网络智能网关的不足,提出1种基于IPv6和异构型无线网络农业物联网智能网关的设计方法。该方法首先结合3种无线传感网络对智能网关进行整体设计,接着利用TUN服务实现了智能网关的无线模块设计,并且实现异构无线网络通信设计,接着定义感知层通信协议,并实现感知层的采集类节点和控制类节点设计,最后对系统进行了测试和分析。测试结果表明,经该智能网关设计的物联网系统能有效监测农业环境的温度、湿度、光照度等农业环境信息,并进行相应设备的自动控制;验证了IPv6异构型智能网关在农业物联网数据采集和设备控制的有效性,以及构建农业物联网系统的可行性。     

大田环境对无线传感网络信道传播特性的影响与建模

以大田种植业物联网应用环境对无线传感网络信道传播特性的影响为对象,研究了大田种植典型环境对无线信道传播特性的影响。研究表明:该试验对数拟合预测模型的路径损耗同实测得到的路径损耗较为接近,且越靠近地面,路径损耗差值和损耗值越大。     

一种多接口认知传感器网络体系结构

传统的单接口无线传感器网络由于同道干扰问题的存在，网络性能受到极大的限制。多接口无线网络技术是解决这一问题的有效方案。但是多接口无线传感器网络的频谱接入问题是多接口传感网大规模部署的关键一环。而认知无线电技术能够实现频谱的动态访问，即便是信道拥塞的情况仍能有效改善网络性能，并且在无线传感器网络中表现出较好的传输特性。本文提出一种基于连通支配集的多接口认知传感器网络体系结构。通过分析不难看出，提出的体系结构具有良好的扩展性和容错性能。     

支持多源感知数据集成的奶牛场物联网监控系统设计

【目的】利用物联网技术实现养殖环境、日常活动、奶牛体况等信息的实时监测是当前奶牛养殖业的热点研究问题,由于当前物联网应用中传输协议标准不统一等导致的感知终端兼容性差、数据不易共享等问题阻碍了奶牛物联网深入应用的发展。【方法】文章从奶牛场物联网应用需求和数据特点出发,围绕异构多源感知数据接入、集成和操作等关键问题,开发基于REST物联网资源架构的奶牛场物联网监控系统。通过分析感知终端与互联网的通信特点,开发基于中间件的虚拟网关服务接口,提供不同协议终端的数据接入和解析服务;通过分析奶牛场各种资源本体关系,基于OWL和五元素表述法构建奶牛场资源本体描述模型,实现异构感知数据的语义集成和上下文关系描述;通过分析资源基础操作需求,基于Restful Web API开发资源统一操作接口,为上层应用奶牛场物联网监控系统开发提供快速开发基础。【结果】通过对奶牛场物联网监测系统的应用结果表明:该系统可实现上层物联网系统对多源异构感知终端的数据接入、数据集成和统一操作。【结论】该研究解决了奶牛场中异构感知终端的数据集成问题,不同种类感知数据的集成为奶牛生产进一步分析应用提供了良好的数据基础。     

中创软件中间件在我国物联网行业中的应用

中创软件基于国家“核高基”科技重大专项课题成果和中创软件在物联网应用领域形成的系列软件产品及关键技术,研发了中创软件物联网应用中间件.重点介绍了基于三层传感网的物联网应用中间件及支撑平台,能够为物联网应用中常见的异构应用/设备互联互通、大规模数据采集与融合、复杂环境下的事件处理、物联网应用间协同等提供开发、运行、管理等重要技术支撑.     

多跳蜂窝网络中的资源分配与负载均衡研究

针对多跳蜂窝网络（MCNs）中的资源分配与负载均衡（LB）进行研究。基于时分复用（TDD）的正交频分多路接入（OFDMA）技术,分析了MCNs下行链路的资源分配特点,利用MCNs中的部分频率复用模式来减轻干扰和提高频谱效率,并提出了基站（BS）中负载均衡（LB）方案。研究表明,该方案可以均匀分布负载,能保证用户的服务质量,且满足覆盖要求和容纳更多用户,同时能够提高吞吐率。     

The Simulation Least-Square Channel Estimation Based on OFDM System

信道估计技术保证了信号传输的可靠性。基于导频的LS信道估计算法，通过导频子信道的响应得到整个信道的响应，能够很好地跟踪信道的变化，在复杂度不高的情况下取得较好的误差性能，具有很好的实用性。仿真结果表明采用LS信道估计后有效的降低了系统的误码率。     

通带重叠数字信道化实现方法

通常的数字信道化方法,由于信道不重叠,信道之间存在盲区．根据一般数字信道化高效算法的数学推导思路,推导出通带重叠的数字信道化的高效算法,建立了算法模型,从而解决了信道之间的盲区问题．仿真结果验证了模型的正确性．     

通带重叠数字信道化实现方法

通常的数字信道化方法,由于信道不重叠,信道之间存在盲区.根据一般数字信道化高效算法的数学推导思路,推导出通带重叠的数字信道化的高效算法,建立了算法模型,从而解决了信道之间的盲区问题.仿真结果验证了模型的正确性.     

基于公平性的MIMO-OFDMA动态资源分配算法的研究

应用到MIMO-OFDMA系统中的自适应资源分配技术能够根据各个用户的信道状态调整相应的子载波分配和功率分配等,本文针对基于用户公平性的最大化信道容量的问题,从子载波分配、空间子信道分配等个方面进行研究,提出空间子信道选择的思想,在保证了系统用户间公平性基础上大大提高了系统的信道容量。     

农业物联网体系结构与应用领域研究进展

农业物联网是计算机、互联网、移动通信等信息技术在农业领域的高度集成和具体应用,是农业信息化、智能化的必要条件。随着农业物联网产业发展,各种农业物联网系统层出不穷,由于缺乏对整个农业物联网系统层次结构的分析,导致当前各农业物联网应用呈现出碎片化、垂直化、异构化等问题。如何从农业物联网各种应用需求中统一抽取出系统的组成部件以及它们之间的组织关系,建立农业物联网体系结构,实现农业物联网设计与实现方法的统一是当前急需解决的问题。文中从农业物联网的概念发展、基本特征、体系结构研究现状等方面进行深入分析后认为,当前各个国家与机构制订的物联网发展和管理计划对科研人员从事物联网研究与应用开发起到了很好的引导作用,但是都没有指出设计与实现物联网系统的具体方法,并且农业生产环境的多样性和生产流程的复杂性决定了必须统筹考虑农业各行业的具体应用特点来建立农业物联网体系结构。为此在文章中首先讨论了农业物联网体系结构构建原则包括可扩展性、可复用性、安全性和可靠性等,在此基础上结合农业产业的具体需求及工程实践经验,进一步划分农业物联网的基本结构,提出五层农业物联网结构模型,该模型由下至上划分为感知层、接入层、网络层、数据层及应用层五层,各层对应不同的通信协议,农业物联网层次结构模型与协议体系的配套构成了农业物联网体系结构。该体系结构与传统的三层、四层物联网体系结构相比,增加的农业物联网接入层针对泛在环境中多数物体的资源和计算能力受限问题,着重强调了底层异构感知网络与网络层的无缝连接,可以有效屏蔽底层异构感知网络的复杂性,并提供统一的抽象管理接口,为农业物联网硬件感知系统的快速搭建提供便利。增加的农业物联网数据共享层,主要针对当前农业物联网系统存在垂直化、封闭化导致不同系统之间农业数据资源无法共享,农业生产、经营、管理、服务历史数据无法得到充分利用,形成信息孤岛问题,通过面向服务的数据资源共享架构,为各农业物联网应用系统间数据交换与共享提供有效解决方案。五层农业物联网体系结构中各层功能更加清晰独立,有利于各层服务器之间的网络负载均衡,降低企业网络的通信负担。随后提取农业各行业应用的共性问题,按照监测对象的不同,分析了农业生产环境监控物联网、动植物生命信息监控物联网、农产品质量安全追溯物联网、农机作业监控物联网等不同应用的研究现状和涉及的主要技术。从农业物联网体系结构角度出发,可以发现当前农业物联网各领域研究与应用存在两方面的问题,一方面是异构网络接入层硬件网关研究较多,嵌入式网关中间件研究应用相对较少的问题;另一方面是农业物联网数据共享层研究应用严重缺失,各应用系统通常将感知层获取的数据直接发送至农业物联网应用层,缺乏对感知数据的深度挖掘和分析,难以达到进一步指导农业生产的效果。最后讨论了未来农业物联网技术研究和应用发展的重点方向。     

MIMO-OFDM系统中低复杂度重叠的ML信道估计

构造了一种适于MIMO-OFDM无线系统的低复杂度基于重叠训练图样的ML(Maximum likelihood)信道估计器。通过理论分析:当训练符号矩阵是酋矩阵且训练符号向量摆放在等间距的L子载波上时,重叠ML估计器实现最优的MSE(Mean square error)性能;当训练符号矩阵是归一化Hadamard矩阵时,重叠ML估计器复杂度等于正交。在相关的MIMO移动信道仿真表明:当信道在N个连续OFDM符号时间内保持基本不变时,二者的BER性能是一致的;增加信道时变性后,重叠ML表现了更优的BER(Bit error rate)性能。     

基于物联网中间件技术的广西农田远程智能灌溉系统设计

针对现有广西农田远程智能喷灌系统存在多种传输协议、多种数据格式、多种硬件接口等异构多源性问题,且多种传输协议混用给上层应用层的开发带来较大困难。因此,需要设计基于物联网中间件技术系统,能有效解决异构多源性问题,使现场数据快速高效简便的传输到应用终端。并结合最新发布的基于H.265视频编码技术的视频监控设备应用,解决传统农田实时视频传输网络压力大、设备投资多、运营成本高的问题。通过上述设计和应用,来实现服务于农业灌溉精准化、智能化的远程监控、测控具有重要意义。     

多径衰落信道下OFDM系统的符号同步方法研究

由于在正交频分复用（OFDM）的系统中存在符号时间同步误差，为了消除这种误差，提出了工作在多径衰落信道的符号时间频移（STO）估计方法，即基于CP的符号时间偏移估计和基于训练符号的符号时间偏移估计，通过仿真对基于循环序列（CP）估计技术的最大似然法（ML）和基于训练符号的最小均方差异法（Classen）两类性能比较分析，在无载波频移条件下，ML算法精确度更高，当存在载波频移时，Classen算法精确度更高。     

基于XML的分布式异构数据抽取系统设计与实现

为了实现网络环境中农业异构数据的有效集成,提出了基于XML的异构数据抽取方法.该方法可以实现异构信息的抽取,将抽取信息转换为统一的XML格式,然后将XML格式的信息集成到关系数据库中,该方法可以实现农业信息的有效集成.     

傅里叶变换滤波-差分吸收光谱法在烟气SO_2在线监测中的应用研究

差分吸收光谱(DOAS)法是利用气体分子窄带吸收特征来测量气体浓度的一种新型的光谱测量技术。本文分析了紫外差分吸收光谱(DOAS)法检测SO2数值处理上的问题,提出傅里叶变换滤波分析方法。本方法可有效减少各种干扰对SO2浓度计算的影响,特别是对与SO2有重叠差分吸收光谱但有不同频谱特性且未知气体的干扰有很好的效果。