| 【中文题名】 | 基于UWB的自组织无线传感器网络的设计研究 |
| 【英文题名】 | Research and Design of Wireless Ad Hoc Sensor Network Based on UWB Wireless Communications |
| 【学科专业】 | 信号与信息处理 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2006-9-27 |
| 【中关键词】 | 短距离无线通信,超宽带,无线传感器网络,路由算法,, |
| 【英关键词】 | Short-distant wireless communications,UWB,Wireless sensor network,Routing arithmetic, |
| 【分类导航】 | 工业技术>无线电电子学、电信技术>无线通信>移动通信>> |
| 【论文摘要】 | 无线传感器网络是一个多学科高度交叉的前沿研究热点，它综合了传感器、嵌入式计算、分布式信息处理、无线通信及网络技术等，能够通过各类集成化的微型传感器实时地协作监测，感知和采集各种环境或监测对象的信息，通过嵌入式系统对信息进行处理，并通过随机自组织无线通信网络方式将所感知信息传送到用户终端，是普适计算研究的一个非常重要的方向。
但传统的无线传感器网络也存在很多局限性，如网内无线通信的相互干扰、系统的能耗过高、缺乏更实效的网络路由手段等，这大大的限制了它的应用。尤其是在智能家居领域，其信道环境存在较强的多径效应，并且智能家居一个重要的概念就是加入了视频应用，这就需要一个更加高速和可靠的新型通信技术，来实现传感器网络的无线通信。
超宽带(Ultra Wide Band，UWB)无线通信技术正是能满足这些条件的一个近距离无线通信技术。超宽带无线通信的优点可以概括为：难于被监听，安全性高；功率谱密度极低，抗干扰性强，且系统功耗低；空间解析度极高，具有厘米级的定位精度；具有高速无线数据传输，速率可高达几G bit／s。
本文正是以此为背景，在对UWB和传感器网络相关的技术理论... |
| 【论文题纲】 |
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中文摘要 |
3-5 |
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英文摘要 |
5-9 |
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第一章 绪论 |
9-15 |
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1.1 研究背景 |
9-12 |
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1.1.1 传统无线传感器网络技术简介及其局限性 |
9-10 |
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1.1.2 基于UWB的新型自组织无线传感器网络的研究意义和必要性 |
10-12 |
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1.2 论文研究目的及工作内容概述 |
12 |
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1.3 论文结构 |
12-15 |
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第二章 传感器网络相关技术研究 |
15-23 |
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2.1 短距离无线通信技术概述 |
15-17 |
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2.1.1 蓝牙技术 |
15 |
|
2.1.2 IEEE802.11协议家族 |
15-16 |
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2.1.3 红外通信技术 |
16 |
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2.1.4 低功率无线射频通信技术 |
16-17 |
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2.2 UWB超宽带无线通信的关键技术 |
17-21 |
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2.2.1 发展现状及前景 |
17-18 |
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2.2.2 UWB的关键技术 |
18-21 |
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2.3 媒体接入控制MAC协议 |
21-23 |
|
第三章 无线自组织传感器网络的路由分析 |
23-37 |
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3.1 传统无线自组网络路由协议分类 |
23-27 |
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3.2 现有的无线传感器网络路由协议分析 |
27-34 |
|
3.2.1 扩散算法 |
27-28 |
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3.2.2 LEACH协议及PEGASIS协议 |
28-30 |
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3.2.3 TEEN(Threshold sensitive Energy Effieient sensor Network Protocol) |
30-31 |
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3.2.4 SPIN协议 |
31 |
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3.2.5 Direeted Diffusion(定向扩散) |
31-32 |
|
3.2.6 MCFA最小开销前向算法 |
32-33 |
|
3.2.7 TTDD双层数据分发算法 |
33-34 |
|
3.3 现有传感器网络路由协议分析与特征 |
34-37 |
|
3.3.1 以上路由协议的比较分析 |
34-35 |
|
3.3.2 现有传感器路由协议的特征 |
35-37 |
|
第四章 无线自组织传感器网络总体设计 |
37-45 |
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4.1 传感器网络简述 |
37-38 |
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4.2 传感器网络的总体结构设计 |
38-40 |
|
4.3 传感器网络硬件节点设计 |
40-45 |
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4.3.1 传感器节点设计探讨 |
40-41 |
|
4.3.2 采用UWB收发信机的传感器节点设计 |
41-45 |
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第五章 基于UWB的网络节点收发信机设计 |
45-53 |
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5.1 UWB信号多址与调制技术的选择 |
45 |
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5.2 基于THSS-PPM UWB的传感器网络通信系统的组成 |
45-47 |
|
5.2.1 发射端组成 |
45-46 |
|
5.2.2 接收端组成 |
46-47 |
|
5.3 发射端相关设计 |
47-50 |
|
5.3.1 脉冲波形及参数 |
48 |
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5.3.2 跳时码的产生原理和设计考虑 |
48-50 |
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5.4 采用THSS-BPPM的UWB多址接收机 |
50-53 |
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5.4.1 接收机信号处理 |
50-52 |
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5.4.2 接收端信噪比(SNR)的计算 |
52-53 |
|
第六章 TH-PPM跳时序列的分析、设计和仿真 |
53-61 |
|
6.1 跳时序列相关性能的分析 |
53-54 |
|
6.2 跳时序列相关值的界 |
54-55 |
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6.3 跳时序列相关性能的改善 |
55-56 |
|
6.4 适合TH-PPM技术的几种跳时序列的研究和仿真 |
56-61 |
|
6.4.1 二次同余类跳时序列(Quadratic Congruence Codes，QCC) |
56-57 |
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6.4.2 三次同余类跳时序列(Cubic Congruence Codes，CCC) |
57-58 |
|
6.4.3 一种适用于UWB的新的跳时序列族 |
58-61 |
|
第七章 系统接收性能及改进路由算法的仿真与分析 |
61-73 |
|
7.1 PPM调制方式下UWB最佳接收的误码率推导 |
61-62 |
|
7.2 UWB通信系统仿真及性能分析 |
62-66 |
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7.2.1 单链路单工系统仿真与分析 |
63-64 |
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7.2.2 多址干扰下的仿真及性能分析 |
64-65 |
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7.2.3 UWB系统的扩频性能 |
65-66 |
|
7.3 基于改进LEACH算法的路由协议仿真 |
66-73 |
|
7.3.1 LEACH算法改进 |
66-67 |
|
7.3.2 协议性能仿真分析 |
67-73 |
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第八章 全文总结与展望 |
73-75 |
|
参考文献 |
75-76 |
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附录 缩略语 |
76-77 |
|
致谢 |
77-78 |
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研究生期间发表的学术论文 |
78 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.380068 |
