超宽带无线网络中MAC层协议性能研究

在超宽带系统的MAC层中,可以根据其特点进行设计选择,这是MAC层设计时要考虑的一个重要问题。一方面要看现存的MAC协议是否适用于超宽带系统,另一方面要根据超宽带的特性要求在MAC层中加入新的技术,通过适当调整来灵活控制。本文主要对超宽带的原理、实现方式进行了介绍,对现有的MAC层协议进行了适用于UWB系统特点的改进,对改进的协议进行了仿真和结果分析.     

IEEE 802.15.3协议MAC层概述

讨论了IEEE802.15.3协议媒体访问控制层适合高速个域网传输的基本特点,分析了超宽带技术的发展趋势,并结合超宽带技术提出了目前IEEE802.15.3协议MAC层的主要研究热点,包括同步捕获、媒体访问控制、资源调度等。     

基于NS2的UWB MAC层资源分配算法仿真

超宽带（UWB）技术是家庭无线个人域网的热点研究技术，而其MAC层的资源分配算法对整个网络的传输性能具有极其重要的作用。文中运用NS2网络仿真软件对UWB MAC层协议之一IEEE 802.15.3进行了仿真分析，搭建了微网结构，分析了网络性能参数，重点分析了一种动态分配算法提案在UWB高速网络下的性能。     

基于UWB的无线传感器网络跨层优化模型研究

跨层设计是提高无线传感器网络整体性能的一种有效方法。在综合考虑MAC层调度、物理层功率控制、网络层路由三方面因素的基础上,结合超宽带技术大带宽、低信号功率的特点,以实现网络最大数据传输速率为目标,构建了基于超宽带技术的无线传感器网络跨层优化模型。仿真实验表明：模型最优解可有效提高网络数据传输速率;物理层功率控制对优化结果有着至关重要的影响。这证明以构建、求解优化模型的方式解决跨层设计问题是切实可行的,同时也为解决大规模超宽带传感器网络数据传输问题提供了一条新的解决思路。     

超宽带无线传感器网络MAC协议

超宽带技术凭借其诸多优势成为无线传感器网络物理层的绝佳选择,同时也为无线传感器网络的MAC协议设计带来了挑战。该文介绍了超宽带信号模型,讨论了UWB MAC协议设计中亟待解决的问题,总结和分析了近年来提出的几种典型的UWB MAC协议和有代表性的研究成果,并展望了下一步的研究方向。     

基于超宽带技术的无线传感器数据传输网络跨层优化研究

通过构建、求解MAC层、物理层、网络层跨层优化模型的方式,对超宽带无线传感器网络数据传输问题进行了初步研究.仿真实验结果表明,以构建、求解优化模型的方式解决无线传感器网络跨层设计问题是切实可行的,物理层信号功率控制、网络层路由对网络整体性能有着至关重要的影响.为超宽带无线传感器网络实际应用提供了必要的理论及实验依据,同时也为解决大规模超宽带传感器网络数据传输问题提供了解决思路.     

基于超宽带的自适应MAC协议

超宽带技术有能力支持更高的数据传输速率。针对超宽带系统特点,提出了一种根据收端信噪比和信干比自适应调整发送速率和分组长度的媒质接入控制(MAC)协议,并对该协议性能进行了仿真。仿真结果显示,相对于使用固定速率和分组长度的MAC协议,该协议可使系统吞吐量得到较大提高。     

超宽带传感器网络跨层优化模型应用研究

跨层设计是提高无线传感器网络整体性能的一种有效方法。在综合考虑MAC层调度、物理层功率控制、网络层路由三方面因素的基础上,结合超宽带技术大带宽、低信号功率的特点,以实现网络最大数据传输速率为目标,构建了超宽带传感器网络跨层优化模型,并提出了适用于大规模网络的数据传输解决方法。实验结果表明,模型最优解可有效提高网络的数据传输速率,同时该优化模型还可用于解决大规模网络数据传输问题。这证明以构建、求解优化模型的方式解决跨层设计问题是切实可行的。     

基于大数据传输优化模拟研究

在互联网领域,网络优化是确保网络质量,提升网络资源利用率的有效手段。一般而言,利用大数据技术进行网络优化的过程可分为三个阶段:数据来源和获取、数据存储、数据分析。跨层设计是提升整个无线传感器网络性能的一种有效方法。在三个因素综合考虑,如MAC层诡计多端的,物理的功率控制、网络层路由,超宽带技术和低的信号功率和实现网络的最大数据传输速率的目的相结合,构建无线传感器网络跨层优化模型基于UWB技术。     

超宽带安全监控网络跨层优化模型研究

跨层设计是提高无线网络整体性能的一种有效方法.本文在综合考虑MAC层调度、物理层功率控制、网络层路由三方面因素的基础上,结合超宽带技术大带宽、低信号功率的特点,以实现网络最大数据传输速率为目标,构建了UWB安全监控网络跨层优化模型.实验结果表明,根据模型最优解进行网络配置可有效提高网络的数据传输速率,从而证明以构建、求解优化模型的方式解决跨层设计问题是切实可行的.     

基于超宽带技术的运动目标跟踪高精度定位系统设计

为克服运动目标不断变化导致跟踪定位精度较低的问题,设计基于超宽带技术的运动目标跟踪高精度定位系统;图像采集模块由FPGA单元、VGA显示单元、帧缓存单元以及图像采集单元构成,以此实现运动目标跟踪与定位中的图像采集,在超宽带技术模块中,设计超宽带运动目标定位所需的天线、定位基站、移动节点,完成超宽带动态组网,实现硬件系统的设计;基于硬件系统采集到的图像,实施图像灰度化处理、形态学滤波处理,以增强图像中有用的信息,设计TLD运动目标跟踪算法,随着运动目标开始运动,TLD模型会不断学习跟踪的运动目标,获取目标在距离、景深、角度等层面的改变,并不断学习、识别,达到良好的跟踪效果,基于超宽带技术设计运动目标动态定位算法,依据跟踪结果实现运动目标的高精度定位,完成软件系统的设计;实验测试结果表明,该系统在中、远距离目标跟踪与定位实验中跟踪错误率低于0.60%、2.4%,沿着S型运动时,路线弯折处的定位误差较低,与实验运动目标的飞行路线相贴合,具有良好的定位能力。     

超宽带室内定位系统

综述了超宽带技术和室内定位技术的主要特性,总结了无线电室内定位系统的室内定位的优点,并对现有的超宽带室内无线电定位系统进行了分析,最后阐述了室内定位系统的主要发展方向.     

非视距环境下基于粒子群的超宽带定位算法

将智能算法应用到无线传感器网络定位技术中是一种全新的尝试,粒子群算法是其中的一种典型算法.根据超宽带(UWB)定位原理,建立基于粒子群算法的定位模型,在非视距(NLOS)环境下,利用NLOS误差导致的附加时延和由信道决定的均方根时延扩展的联合统计特性,进行NLOS误差补偿,在迭代过程中采用线性递减的惯性权重,粒了群通过不断追踪个体极值和局部极值,更新自身的位置与速度,从而找到全局最优解,仿真结果表明正确率达90％以上.     

一种无线传感器网络调制方式的仿真和研究

当前,存在着蓝牙、无线局域网等无线标准,它们的功耗相对比较高,成本高,不适用于低能耗的应用,如无线传感器网络.新的无线传感器网络调制方法--基于超宽带信号的多频带OFDM调制方法,可以有效的降低无线传感器网络的能耗.通过Matlab工具仿真了多频带OFDM调制信号和功率谱密度.比较当前无线标准,分析了频段间不干扰性和多频带OFDM调制功率,并提出了自适应子频带选择算法.通过仿真和分析,可以得出OFDM调制功耗低,能提供良好鲁棒干扰与共存性,能适应多种不同的环境.基于超宽带信号的多频带OFDM调制是一种集成到WSM中的,并能代替传统的无线电收发机的比较划算方法,具有一定的应用前景.     

基于PDR/UWB紧耦合的足绑式行人导航技术

为了解决低成本微机电惯性导航系统存在的累积误差问题,提出一种基于融合行人航迹推算(PDR)和超宽带(UWB)无线定位的实时室内行人导航系统.利用加速度计和磁强计进行初始姿态对准;考虑滤波误差估计,推导了惯性导航算法;依靠加速度计和陀螺仪的"与"逻辑进行行人步态检测;实施零速更新(ZUPT)提供速度误差观测量,利用UWB系统提供位置误差观测量;设计具有野值辨识机制的扩展卡尔曼滤波器进行数据融合.对提出的行人导航算法进行实验验证,结果表明该行人导航算法与传统定位方法相比能够有效提高行人定位精度.实验中,该行人导航算法能够获取低于0.2 m的定位误差,且稳定、不发散.     

基于全质心-Taylor的UWB室内定位算法

针对室内环境下的非视距(NLOS)传播给定位精度造成较大误差的问题,通过对超宽带(UWB)定位模型进行分析,提出了一种基于全质心-Taylor的混合定位算法.采用对测距误差不敏感的全质心算法将锚点测距数据分组运算,获得目标节点的初始粗定位信息,采用质心修正算法对粗定位节点进行优化运算,从而确定Taylor级数展开初值,再进行迭代求解,进行第二次精细定位.实验结果表明:与Chan-Taylor算法、最小二乘估计(LSE)-Taylor算法相比,本文算法定位精度有明显提高.     

A state‐of‐art review on band‐notch characteristics in UWB antennas

Ultra‐wideband technology has experienced a rapid growth over the last decade for its contribution in different sectors of human society. Printed antennas are considered as preferred platform for implementing this technology because of its alluring characteristics like light weight, low cost, ease of fabrication, integration capability with other systems, etc. Antennas developed for ultra‐wideband applications are desired to have notch characteristics for avoiding interference with other existing radio communication systems. The techniques related to design and developments of printed band‐notched antennas are continuously upgraded for improving the antenna performance. In this article, a comprehensive review has been carried out on ultra‐wideband antennas with band notch characteristics proposed in around last decade. The band notched UWB antennas available in the literature have broadly been classified into five different categories based on their notch characteristics like single band‐notch, dual band‐notch, triple band‐notch, quad/multiple band‐notch, and reconfigurable/tunable band‐notch, respectively. This review exercise may be helpful for beginners working on ultra‐wideband band‐notched antennas and also such a review process is not available in the open literature to the best of author's knowledge.     

超宽带无线通信技术发展趋势探讨

作为全新的一种通信技术,近年来,超宽带无线通信技术得到了广泛研究。它有效地解决了传统短距无线通 信技术中存在的系统复杂、信道衰落、功耗大等诸多问题。本文在简单介绍无线通信的概念的基础上,分析了超宽带无线通信 技术自身的特点,同时分析研究了几种不同的超宽带无线通信的具体实现方案和各自的特征与不足。     

Systematic design of 7‐to‐40‐GHz on‐chip mixer based on optimal impedance deviation coefficient

In this article, a 7‐GHz to 40‐GHz ultra‐wideband passive double‐balanced mixer MMIC using compact wideband Marchand balun (CWMB) is presented. The CWMB is analyzed and designed by introducing a novel optimal impedance deviation coefficient. A trade‐off between the needed bandwidth and the acceptable insertion loss in an ultra‐wideband passive‐doubly‐balanced mixer design can be made through introducing the optimal impedance deviation coefficient. Finally, to verify the proposed methodology, a compact wideband passive double‐balanced mixer monolithic microwave integrated circuit (MMIC) was designed and fabricated using a standard gallium arsenide (GaAs) pHEMT technology according to the process characteristics. Experimental results show that an ultra‐wideband mixer MMIC is realized from 7 GHz to 40 GHz (140% fractional bandwidth) with a measured conversion loss between 9.5 dB~12.5 dB (in‐band fluctuation less than 3 dB) and a LO‐to‐RF isolation larger than 34 dB. The measurement results are in good agreement with the simulation results.     

TDOA室内定位系统中的标签节点设计

针对室内定位系统中标签节点续航时间短、便携性低和标签容量小的问题,设计了一种以STM32L053R8T6微控制器为核心器件、适用于采用时间差定位技术的室内定位系统的标签节点。在充分分析系统主要功耗来源基础上,选取尺寸较小的UWB模块DWM1000完成定位帧信息发送的基本功能,同时采用以固定频率工作模式和休眠模式切换的方式实现低功耗、易便携设计。为容纳大容量标签,基站采用FPGA处理器实现固定周期无线同步的方法,提升基站处理速率和保证稳定可靠的基准时间,从而实现精准定位。