多频带OFDM系统的分析和仿真

该文分析和仿真了新一代宽带无线移动通信网络中的多频带OFDM系统。参考超宽带技术的标准,采用MATLAB工具分析和仿真多频带OFDM技术中的子频带,并提出了自适应子频带选择算法。通过仿真和分析,可以看出多频带OFDM系统的信号发射和接收功率都比较低,自适应选择频带来避免信号干扰,提供良好鲁棒干扰与共存性能,抗多径能力强,应用前案广泛。     

基于MB-OFDM的多媒体传感器网络峰均比特性研究

针对多媒体无线传感器网络数据处理和无线数据传输中信息量大、功耗限制严等具体问题,提出采用宽带数据传输技术——多频带正交频分复用(MB-OFDM)调制技术实现对大量多媒体传感信息的高速、可靠和实时处理。通过分析OFDM调制技术特点,研究其峰均功率比(PAPR)特性,提出了有效改善PAPR的插入相位识别码元序列技术方案。仿真结果表明:该方案可以用于提高多媒体传感器网络数据传输的可靠性,减少频带资源占用,减小系统发射功耗。     

一种基于OFDM的无线传感器网络PAPR减小方法

无线传感器网络(WSNs)集数据采集、处理和通信于一体,在进行大流量媒体信息采集和传输时,采用超宽带技术(UWB)能有效降低WSNs系统功耗并可以方便与其他系统兼容,并较好适应不同的环境;但是超宽带信号使用OFDM调制技术完成信号传输时,会带给系统较高的峰均功率比。提出一种反转双曲正切脉冲成型技术,通过数据与成型矩阵求积,实现子载波符号间的相关性,进而减小系统峰均功率比。文中给出了采用多载波实施设计的方案并进行验证,通过互补积分函数(CCDF)和误码率(BER)指标的对比发现,该方案能得出降低4 dB的效果,证明该方法切实可行。     

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.     

无线超宽带传感网中OFDM信号的阵列化接收机制

针对无线超宽带传感网中OFDM信号的接收,研究了基于多窄带接收设备的阵列化处理方法,以带宽拼接的方式实现超宽带(ultra-widdband,简称UWB)OFDM信号的接收与处理.首先,将超宽带OFDM信号的频带切分成许多子带,其中每两个相邻子带之间至少有一个子载波重叠.这样,超宽带OFDM信号被分解成多个子信号.与子带相等数目的窄带接收设备组成接收阵列,这些窄带设备分别工作在不同的子带上,以分布式协作的方式对相应子信号进行采样.然后,以相邻设备对重叠子载波的采样为依据,利用峰值对齐匹配法(peak value alignment retrieval, 简称PVAR)对相邻窄带接收设备采样数据进行时间对齐.再根据对齐的结果进行带宽拼接式数据融合,得到超宽带OFDM信号的离散信号.由于窄带接收设备的实现只需要低速ADC,因此有效解决了传统超宽带OFDM接收机中高速ADC的挑战.通过仿真考察了这种方法的有效性、同步误差的容错性、设备数量的扩展性以及不同信噪比影响下的性能.     

TH-UWB系统抗干扰性能研究

从频域角度探讨TH-UWB系统对窄带干扰的抑制能力,采用信号功率谱分析方法,研究UWB系统的调制技术和脉冲成形技术,提出线性组合高斯单周脉冲设计陷波频谱.理论分析及计算机仿真结果表明,合理选择超宽带信号调制方式和脉冲,可在一定程度上提高超宽带系统抗干扰能力.应用提出的线性组合高期单周脉冲作为UWB发射信号,可以有效减小UWB信号对外界的干扰.     

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。     

网格编码调制在无线信道下的应用

网格调制编码是将编码与调制相结合,利用信号集的冗余度来获取纠错能力.它通过增加系统设备复杂度解决了在不增加信道带宽、不降低有效信息传输速率的情况下获得明显的编码增益的问题,同时使系统的频带和功率利用率达到最佳.在无线信道下,对网格编码调制技术进行了研究,提出了基于无线信道的非对称调制信号集设计方案以及信号映射规则,进行了仿真.结果表明:在对称调制信号上,调制方式分别为4PSK和8PSK模式,编码器状态数增加相对于未编码时的BPSK和QPSK编码增益可以得到提高;非对称调制信号集相对于对称调制信号集可进一步改善编码增益.因此,网格编码技术可以在功率和频率受限的通信系统中得广泛的应用.     

超宽带Pre—Rake接收技术研究

针对当前超宽带系统接收机误码性能较低、复杂度较高的缺点,提出了一种采用DS-PAM调制的Pre-Rake分集合并接收方案.方案基于IEEE802.15.3a的超宽带标准信道模型,首先将DS-PAM调制的发送信号,经信道传输后,在接收端对最强径信号做采样判决.基于蒙特卡罗仿真,对Pre-Arake、Pre-Stake、Pre-Prake等三种不同结构和不同支路数下的接收机性能进行了分析,并比较了不同脉冲传输速率和不同信道环境下的Pre-Rake接收机和Rake接收机的误码率.仿真结果表明,在传输速率较高且多径衰落严重的信道环境里,Pre-Rake接收机的误码率明显低于传统的Rake接收机,即Pre-Rake接收机可以有效的克服码间干扰和多径衰落.     

无线传感器网络中基于衰减信道的决策融合

无线传感器网络中的链路通信质量对上层应用有重要的影响.为此,本文研究了基于衰减信道的多传感器决策融合问题,提出了最优似然比融合规则,并推导出适用于无线传感器网络的二种次优融合规则,最后讨论了相同传感器和相同信道模型下的融合情况.仿真结果表明此方法能比较好的适应在无线传感器网络中信息融合时所遇到的链路衰减和噪声干扰等问题.     

OFDM——第四代移动通信的主流技术

正交频分复用（OFDM）是一种特殊的多载波数字调制技术。不像常规的单载波技术,如AM/FM（调幅/调频）在某一时刻只用单一频率发送单一信号,OFDM在经过特别计算的正交频率上同时发送多路高速信号。OFDM技术的最大优点是对抗频率选择性衰落或窄带干扰,同时又提高了频谱利用率。OFDM已经吸引了许多世界级电信设备制造商包括Alcatel-Lucent,Nortel（北电网络）,Cisco,Nokia等公司的极大兴趣和认可,纷纷开始对其关键技术和标准进行研究和开发,希望能够在无线通信领域新的潜在市场中首先占领制高点,一些公司希望OFDM能推动更高速的第四代移动通信系统（4G）的形成。人们开始集中越来越多的精力开发OFDM技术在移动通信领域的应用,在无线宽带接入及未来4G领域中,OFDM技术都将成为继CDMA技术之后的又一核心技术。介绍了OFDM的原理和技术优势,分析了现存几种类型OFDM技术的特点,展望了OFDM标准化和在第四代移动通信系统的应用。     

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。     

基于UWB的工业无线监控网络MAC协议设计

将超宽带技术应用于工业无线网络,分析基于脉冲的超宽带技术特点——低复杂度、低功耗、低成本、抗多径衰落、抗干扰、定位性好。讨论MAC层协议的同步和定位性这2个关键问题,提出MAC层的设计思想和解决方案。仿真实验表明了该方案的正确性。     

面向普适健康服务的无线体域传感网

面向普适健康服务的无线体域传感网要求网络满足高速、低功耗的要求。通过采用超宽带技术,结合普适健康服务业务需求,构建了高速、低功耗的无线体域传感网。该网络能够支持多种传感器同时检测,通过高速物理层接口,做到生理信息的及时传输。实际原型系统测试表明:该原型系统能够支持10个以上节点,在3 m范围内提供100 Mbps的网络速率,并且发送节点平均功耗小于10 mW。     

基于奇异值分解的宽带频谱感知改进算法

对认知无线电中宽带频谱感知的信号检测问题进行研究,在信道位置和带宽随机分布的条件下,提出一种基于Hankel矩阵奇异值分解的改进算法完成宽带频谱的频率点奇异性检测并获得各子频段的起始频率和带宽,有效实现盲宽带频谱感知,同时利用提出的三种性能评价参数对该算法与多尺度小波变换算法进行了性能对比。通过实际接收微波信号及仿真OFDM信号感知实验验证,该算法有效抑制了噪声不确定性,滤除了伪奇异点,提高了宽带频谱感知性能。     

基于NI无线传感器网络的智能家居监控系统

为了快速、准确监控家居环境中的某些参数, 构建了一种基于NI无线传感器网络的智能家居监控系统. 系统由多组传感器分别采集温湿度、烟雾、盗情等环境数据, 通过NI无线传感器网络节点以无线网络的方式将数据发送到上位机PC, 在PC端利用LabVIEW软件编程对数据进行判断处理与控制, 取得了良好的人机交互界面. 其中, 详细介绍了系统的软件设计流程. 该智能家居监控系统具备NI无线传感器网络的特性—低功耗、实时性好、易扩展、可远程监控等优点. 在智能家居领域具有广阔的市场前景和应用推广价值.     

OFDM测距误差分析——第一部分

OFDM作为一种有效和便捷的数字调制传输方式已经可以被广泛应用在宽带数字传输系统中.由于OFDM接收系统需要具备很高的频率和定时精度,因此可以构建基于测量OFDM信号传播时间的测距定位系统.重点建立了用于精确OFDM广播测距的信号模型,并分析影响测距精度的各种因素和推导给出了测距误差下界.第一部分在给出OFDM帧同步测距原理和基本OFDM系统描述基础上,建立了系统测距时间模型,包括信号发射和接收时序、时间参考系和信号传播伪距观测方程,最后建立了用于测距的OFDM信号发射模型和信道传输模型.用于测距的OFDM信号接收模型以及测距误差分析在第二部分研究.     

超高速移动空 空宽带通信网及其物理层关键技术

随着航空事业的迅速发 展和空中通信终端的日益增加,构建支持超高速移动的空中宽带通信网络已成为未来航空通 信和军事通信发展的迫切需求。本文首先简要概述航空通信网络现状和发展趋势,在此基础 上指出实现超高速移动空 空宽带通信网络所面临的支持超高速移动、支持高数据传输速率 、支持远距离单跳链接、支持大规模自组网和多用户访问机制等挑战性问题,并分析其相互 制约关系。最后重点讨论空 空宽带通信网物理层关键技术及其研究现状,包括调制技术、 正交频分复用的峰均功率比抑制、频偏估计、信道估计与信道建模等。