Resource Management for Energy and Spectrum Harvesting Sensor Networks (eBook)
79 Seiten
Springer International Publishing (Verlag)
978-3-319-53771-9 (ISBN)
Preface 6
Contents 8
Acronyms 10
1 Introduction 11
1.1 Resource Constraints in Wireless Sensor Networks 11
1.2 Enabling Techniques for Energy and Spectrum Harvesting 12
1.2.1 Energy Harvesting 12
1.2.2 Spectrum Harvesting 12
1.3 Energy and Spectrum Harvesting Sensor Networks 13
1.3.1 Network Architecture 13
1.3.2 Applications of ESHSNs 15
1.3.3 Challenges for ESHSNs 16
1.4 Aim of the Monograph 17
References 18
2 Energy and Spectrum Harvesting in Sensor Networks 19
2.1 Energy Harvesting 19
2.1.1 EH Process Modeling 19
2.1.2 Energy Allocation 21
2.2 Spectrum Harvesting 24
2.2.1 Spectrum Sensing 24
2.2.2 Resource Allocation in Spectrum Harvesting Sensor Networks 27
2.3 Joint Energy and Spectrum Harvesting in Wireless Networks 29
2.3.1 Green Energy-Powered SH Networks 29
2.3.2 RF-Powered SH Networks 30
2.4 Conclusion 30
References 31
3 Spectrum Sensing and Access in Heterogeneous SHSNs 35
3.1 Introduction 35
3.2 System Model 36
3.2.1 Network Architecture 36
3.2.2 EH-Powered Spectrum Sensing 38
3.3 Problem Statement and Proposed Solution 39
3.3.1 Spectrum-Sensing Scheduling 40
3.3.2 Data Sensor Resource Allocation 44
3.4 Performance Evaluation 48
3.4.1 Detected Channel Available Time 49
3.4.2 Energy Consumption of Data Transmission 54
3.5 Summary 56
References 56
4 Joint Energy and Spectrum Management in ESHSNs 58
4.1 Introduction 58
4.2 System Model and Problem Formulation 59
4.2.1 Channel Allocation and Collision Control Model 60
4.2.2 Energy Supply and Consumption Model 63
4.2.3 Data Sensing and Transmission Model 64
4.2.4 Problem Formulation 65
4.3 Network Utility Optimization Framework 66
4.3.1 Problem Decomposition 66
4.3.2 Utility-Optimal Resource Management Algorithm 72
4.4 System Performance Analysis 72
4.4.1 Upper Bounds on Queues 73
4.4.2 Required Battery Capacity 74
4.4.3 Optimality of the Proposed Algorithm 76
4.5 Performance Evaluation 77
4.5.1 Network Utility and Queue Dynamics 78
4.5.2 Impact of Parameter Variation 80
4.6 Summary 82
References 83
5 Conclusion and Future Research Directions 85
5.1 Concluding Remarks 85
5.2 Future Research Directions 86
5.2.1 Real Data-Driven EH Process and PU Activities Modeling 86
5.2.2 Joint Spectrum Detection and Access 87
5.2.3 Resource Allocation in Multi-hop ESHSNs 87
| Erscheint lt. Verlag | 8.3.2017 |
|---|---|
| Reihe/Serie | SpringerBriefs in Electrical and Computer Engineering | SpringerBriefs in Electrical and Computer Engineering |
| Zusatzinfo | IX, 79 p. 25 illus. |
| Verlagsort | Cham |
| Sprache | englisch |
| Themenwelt | Mathematik / Informatik ► Informatik |
| Technik ► Elektrotechnik / Energietechnik | |
| Schlagworte | Cognitive Radio • Energy harvesting • Lyapunov optimization • Opportunistic Spectrum Access • Spectrum harvesting • Spectrum sensing • wireless sensor network |
| ISBN-10 | 3-319-53771-7 / 3319537717 |
| ISBN-13 | 978-3-319-53771-9 / 9783319537719 |
| Informationen gemäß Produktsicherheitsverordnung (GPSR) | |
| Haben Sie eine Frage zum Produkt? |
DRM: Digitales Wasserzeichen
Dieses eBook enthält ein digitales Wasserzeichen und ist damit für Sie personalisiert. Bei einer missbräuchlichen Weitergabe des eBooks an Dritte ist eine Rückverfolgung an die Quelle möglich.
Dateiformat: PDF (Portable Document Format)
Mit einem festen Seitenlayout eignet sich die PDF besonders für Fachbücher mit Spalten, Tabellen und Abbildungen. Eine PDF kann auf fast allen Geräten angezeigt werden, ist aber für kleine Displays (Smartphone, eReader) nur eingeschränkt geeignet.
Systemvoraussetzungen:
PC/Mac: Mit einem PC oder Mac können Sie dieses eBook lesen. Sie benötigen dafür einen PDF-Viewer - z.B. den Adobe Reader oder Adobe Digital Editions.
eReader: Dieses eBook kann mit (fast) allen eBook-Readern gelesen werden. Mit dem amazon-Kindle ist es aber nicht kompatibel.
Smartphone/Tablet: Egal ob Apple oder Android, dieses eBook können Sie lesen. Sie benötigen dafür einen PDF-Viewer - z.B. die kostenlose Adobe Digital Editions-App.
Buying eBooks from abroad
For tax law reasons we can sell eBooks just within Germany and Switzerland. Regrettably we cannot fulfill eBook-orders from other countries.
aus dem Bereich