60 GHz芯片间无线互连系统中的Rake接收性能

在60 GHz芯片间无线互连信道中存在着多径干扰问题,采用Rake接收是提高系统性能的重要手段。针对脉冲超宽带( IR-UWB)的芯片间无线互连系统,分析了多径信道下Rake接收机的误码性能。在IEEE 802.15.3 c信道模型基础上,对不同分支数以及不同合并方案下的选择Rake ( S-Rake)和部分Rake(P-Rake)接收机误码性能进行了研究。仿真结果表明采用支路数为2的P-Rake在数据速率为10 Gb/s时仍具有良好的抗多径性能,这为芯片间无线互连系统的Rake接收方案提供了技术参考。     

扩频通信系统中Rake接收性能仿真研究

在扩频通信中,Rake接收是抵抗多径衰落的有效方法。本文首先介绍无线移动通信的信道特性,然后对Rake接收的基本原理和接收机结构进行详细描述,并对Rake接收性能进行了仿真比较。仿真结果表明,在多径信道条件下,Rake接收方式能很好的改善接收系统误码性能;采用GOLD序列扩频比m序列扩频方式时,Rake接收方法性能提高的更明显。     

Rake接收机在超宽带系统中的均衡性能分析

从缩短信道时延扩展的角度出发,研究了Rake接收机的部分信道均衡能力,并推导出了Rake接收机均衡性能与Rake接收机的复杂度和信道衰减系数之间的关系;分析了信道估计误差对Rake接收机合并前后多径信道变化的影响。研究表明当存在估计误差时,Rake接收机仍然能实现均衡的作用,但是性能有所下降;由于低复杂度Rake接收机引入的估计误差较少,在低信噪比条件下其均衡性能甚至会优于高复杂度的Rake接收机。     

超宽带Rake接收机在密集多径信道下的性能

超宽带信号在室内环境中将经历密集多径传播,产生严重的时间弥敞。采用Rake接收是提高超宽带接收机性能的重要手段。该文针对采用BPSK调制的超宽带系统,推导出密集多径信道下Rake接收机的误码性能计算公式,揭示了Rake接收机性能与多径信道参数以及脉冲波形自相关系数之间的关系。针对典型信道模型和脉冲给出了计算实例。     

超宽带Rake接收机的性能分析

超宽带信号经多径信道传播会产生严重的时间弥散，采用Rake接收是提高超宽带接收机性能的重要手段。文中首先介绍了加性高斯白噪声信道模型和IEEE802．15．3a标准信道模型。通过比较分析几种典型调制的超宽带冲激无线电信号的最佳接收机，推广到Rake接收机的性能分析。重点分析并仿真了不同信道、不同调制方式、不同判决方式、不同合并方式、不同速率的情况下Rake接收机的性能。     

基于TH-PPM-UWB多径信道下的Rake接收机性能分析

超宽带信号在无线信道中传播会产生严重的衰落和多径干扰等问题,而在抗多径干扰方面采用Rake接收机的方式是一种行之有效的手段.利用IEEE802.15.3a标准信道模型,采用TH-PPM调制方式对信道冲激响应的特性进行了分析,并对标准信道模型下的A-Rake,P-Rake和S-Rake三种接收机模型在不同的支路下的BER进行了对比分析.从仿真结果可以得出A-Rake为理想接收机性能最佳,相同支路下S-Rake接收机的性能要优于P-Rake接收机,但是随着支路数的增加两者的性能差距也越来越小.     

DS—CDMA通信中的一种2D-Rake接收机

Rake接收机在3G系统中已被广泛使用,实际应用证明它能够有效对抗移动无线信道中的多径衰落。传统Rake接收机有其时域一维处理的局限性,为获得更好的系统性能,本文在分析空时信道模型的基础上提出一种新的空时2D-Rake接收机算法,它将波束形成技术与Rake相结合。这种波束形成算法能够在干扰方向上完全陷零,其权重仅与阵列天线的导向矢量有关,与接收信号无关。最后简要分析了所提出的2D-Rake接收机的性能。仿真结果表明,这种空时2D-Rake接收机与传统Rake接收机相比,具有较好的性能,而且该算法对噪声具有鲁棒性。     

基于MMSE信道估计准则的TH—PPM UWB通信系统多径性能分析

基于MMSE估计准则对TH-PPM UWB多径环境下的系统接收性能进行了分析。首先介绍了TH—UWB信道的传播特征,对IEEE UWB信道模型CM1做了仿真,并分析了MMSE多径信道估计特性,在此基础上对幅值最强两条多径信号的多径延时和多径幅值误差的标准方差进行了仿真,结果表明信号越强延时估计误差越小。最后对采用MMSE估计接收和参数已知接收两种方式下系统的性能进行了仿真,结果表明采用MMSE信道估计的Rake接收机性能可以达到信道参数完全已知的Rake接收机性能。     

一种改进的基于二维扩频的WCDMA非Rake接收机

针对WCDMA发射的扩频信号,不同于传统的Rake接收算法,本文采用变换域处理技术,提出了一种充分利用多径能量的二维扩频接收技术。分析了这种充分利用多径能量的二维扩频接收机的算法复杂度。通过计算机仿真,比较了传统的Rake接收算法、充分利用多径能量的二维扩频接收算法的误码率性能。结果表明,在Rake接收机难以精确分辨信道中的每条多径的情况下,使用充分利用多径能量的二维扩频接收机具有更好的误码率性能。     

基于软件无线电架构的可配置Rake接收机研究

多模混合基站是新一代无线通信系统的重要特征,而软件无线电架构是实现多模式基站的重要方法.主要研究在软件无线电平台中,根据多径信道的延迟特性,利用信道估计算法的可重配置,提高Rake接收机性能.对多种信道下的可配置Rake接收进行了仿真,结果表明,可配置Rake接收算法可以提高系统在复杂多径信道下的性能.     

一种基于新型同步算法的脉冲UWB能量检测接收器设计

在RFID和无线传感器网络等应用系统中,脉冲UWB(IR-UWB)技术的低功耗和低成本特点具有很大的优势。为了有效地降低功耗和成本,采用了一种基于能量检测,使用开关键控(OOK)调制的IR-UWB接收器,提出了一种使用能量补偿与自适应门限的新型同步与检测算法,此算法降低了接收器的能耗与硬件复杂度。通过对该接收器的仿真及用FPGA硬件实现,表明此算法降低了同步时的功耗及前导序列长度,提高了传输效率,同时保持了系统性能。测试结果表明此接收器架构能够满足在数据率10Mb/s时,功耗仅为1nJ/bit左右,具有低功耗、低复杂度的特点。     

Optimal tracking interval for predictive tracking in wireless sensor network

An important application of wireless sensor networks is tracking moving objects. Prediction-based techniques have been proposed to reduce the power consumption in wireless sensor networks by limiting the sensor active time. This paper proposes a quantitative method to optimize the power efficiency by analyzing the effect of prediction on the energy consumption in such networks. To our best knowledge, our efforts are the first attempt made to calculate the optimal tracking interval for a given predictive tracking algorithm. Based on this method, the lifetime and power efficiency of a sensor network can be effectively improved.     

基于发布/订阅模型的WSN设计

为降低通信频率对节点能耗的影响同时提高大规模节点下传感器网络的连通率,本文设计了一种以发布/订阅模型作为应用层数据交互方式的无线传感器网络。该网络利用6LoWPAN技术实现组网,并以Contiki操作系统为平台完成了基于发布/订阅模型的MQTT-S应用层协议设计。测试结果表明,该设计能够有效降低节点的通信流量,实现对节点功耗以及网络通信优化,并能与互联网实现无缝连接减少开发成本,对大规模传感器网络的设计与应用具有重要意义。     

RP-MAC: A Passive MAC Protocol with Frame Reordering for Wireless Sensor Networks

Idle listening is one of the main factors for energy consumption in wireless sensor networks, and the duty cycle mechanism is widely used to reduce idle listening. In this paper, we present a new receiver-initiated duty cycling MAC protocol for wireless sensor networks, called reordering-passive MAC (RP-MAC), which includes receiver wake-up time estimation scheme and frame reordering scheme. We evaluate the performance of RP-MAC in ns-2 network simulator, and the simulation results shows that RP-MAC achieves higher energy efficiency, higher network throughput and lower end-to-end delay compared to other passive protocols, especially in case of heavy traffic or low duty cycle.     

电力系统无线通信中的低复杂度Rake接收机

针对电力系统中高速无线通信,提出了一种分级式Rake接收机架构,有效节约了硬件资源,避免了布线拥塞。基于该推荐架构,实现了一种8路并行8指Rake接收机。在SMIC.18 CMOS工艺下,该Rake接收机相对于传统方案获得了13.1%芯片面积和37.2%布线网络的节约。     

无线传感器网络体系结构和关键技术研究

文章介绍了无线传感器网络的体系结构,提出了一种基于跨层设计的管理控制机制;在对无线传感器网络的关键技术,如媒体接入控制(MAC)技术和无线路由协议,分别进行阐述和比较的基础上,提出了一种把简单的IEEE 802 MAC协议应用于无线传感器网络的思想;为了提高系统容量,提出了多信道策略,可以用来有效减少系统碰撞阻塞率,减少接入时延;认为虽然无线传感器网络的应用前景非常广阔,但是仍存在很多问题,除了要尽量减少功耗外,必须提高系统容量,减少碰撞阻塞率,以加快无线传感器网络实用化的进程.     

面向能耗控制的无线传感器网络节点协议优化

能量受限是无线传感器网络一个显著的特征。对网络进行能耗优化并延长网络生命周期是无线传感器网络研究的重点。提出了面向能耗控制的无线传感器网络节点协议优化方法。针对网络中数据发送所占较大的能耗比重,通过对协议优化,对发送功率的参数设置方法进行改进,改变以往发射功率的固定参数设置法,通过终端节点之间的距离动态调整发送功率的方法,以达到节省能耗并延长网络生命周期的目的。仿真和实验结果表明,改进后的发射功率动态参数设置法较改进之前的固定参数设置方法能更多地节约网络能耗。     

基于移动代理WSN分布入侵检测研究

针对聚类无线传感器网络安全的问题,将移动代理技术与分布式入侵检测技术相结合,提出了一种基于移动代理的无线传感器网络分布式入侵检测方案,采用了多个代理模块进行分布式协作,运用一种基于聚类的分布式入侵检测算法,从节点上收集和处理数据,减少网络负载、促进效率平衡,能够满足WSNs的要求和限制。从而达到提高无线传感器网络的安全性、可靠性,降低入侵检测能量消耗的目的。     

Wideband diversity in multipath channels with nonuniform power dispersion profiles

The focus of this paper is to derive the symbol error probability (SEP) of a Rake receiver with a limited number of fingers that track the strongest multipath components in a frequency-selective Rayleigh fading channel. We develop an analytical framework that allows the computation of the SEP for nonuniform power dispersion profiles (PDPs) and spreading bandwidth. By transforming the physical Rake receiver with correlated ordered paths into the domain of a 'virtual Rake" receiver with conditionally independent virtual paths, analytical expressions for the SEP are derived in terms of the spreading bandwidth, the channel profile, and the number of combined paths. We show how our analytical results can be used to predict the performance of various Rake architectures in environments with nonuniform PDPs using for example, the channel models defined for the next generation wireless standards. Furthermore, we validate our methodology by comparison to data obtained from channel measurements, showing good agreement with our analytically derived results.     

事件驱动的带执行器无线传感器网络分簇算法研究

带有执行器的无线传感器网络是指在传统无线传感器网络中加入执行节点,形成传感器节点、执行节点和基站共同构成的三层监控网络。根据执行器在能量、计算能力和感知能力方面的优势,提出建立应用于事件调度的双环分簇算法。算法将执行器连接成双环结构,提升网络在线扩展能力的同时,也为无线传感器网络满足事件驱动构建基础。仿真实验证明,此算法能够有效降低网络能耗,随着节点数目的增加和监控领域的扩大,表现更加凸出。