發(fā)布時間：2018-05-18 15:06

  本文選題：環(huán)境反向散射 + 無源無線通信��； 參考：《東華理工大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：環(huán)境反向散射技術(shù)是一種近期出現(xiàn)的新型通信方式,設(shè)備之間通過反向散射環(huán)境中的射頻信號,把這些射頻信號作為載波來實現(xiàn)無線通信。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,大規(guī)模無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的傳感器節(jié)點和微型嵌入式設(shè)備的體積越來越小,數(shù)量越來越多。為這些數(shù)量龐大的微型化設(shè)備供電,日常維護以及無線通信的問題越來越棘手,傳統(tǒng)的電池和交流電供電的方案通常行不通。本文研究的無源無線通信系統(tǒng)把環(huán)境中的射頻信號作為能量源,利用環(huán)境反向散射技術(shù)實現(xiàn)無源設(shè)備之間的無線通信,擺脫了對電池和交流電的依賴。該系統(tǒng)可以使得微型嵌入式設(shè)備的通信硬件成本和維護成本大大降低,能極大地促進物聯(lián)網(wǎng)的推廣和應(yīng)用。因此,對無源無線通信系統(tǒng)的研究具有重要意義。本文針對如何提高無源無線通信系統(tǒng)的能量收集效率、通信速率和通信距離進行了深入研究,主要研究內(nèi)容如下:(1)研究了環(huán)境電磁波能量收集基本原理,并根據(jù)阻抗匹配原理,利用Smith圓圖等工具設(shè)計了天線與負載端的阻抗匹配電路。分析并建立了一種N級RF-DC電荷泵升壓整流電路的理論模型,根據(jù)二極管的等效模型對該電路的輸出電壓、轉(zhuǎn)換效率與電荷泵級數(shù)的關(guān)系進行分析,并利用MATLAB進行仿真。最后設(shè)計了一個5級RF-DC電荷泵升壓整流電路并進行測試,能量收集效率最高達到51%。(2)研究了環(huán)境反向散射技術(shù)數(shù)據(jù)傳輸和調(diào)制的原理及其能量傳遞過程,完成了射頻開關(guān)的測試和選型,以TI公司的MSP430G2553為控制芯片設(shè)計了無源發(fā)射器,并對環(huán)境反向散射信號強度進行測試,信號強度約0.7dBm。(3)提出了一種超低功耗多天線解碼算法,詳細分析了該算法的理論模型,并在不使用大功率的器件時,在模擬域中完成了算法的硬件實現(xiàn)。以該算法為核心設(shè)計了無源接收器,完成了硬件電路設(shè)計,并對無源接收器硬件電路進行了仿真和測試。最后,搭建了無源無線通信系統(tǒng)測試平臺,對通信速率和通信距離進行測試,結(jié)果表明:本文提出的算法能使得通信速率從1kbps提高到50kbps,通信距離從2.5英尺提高到6英尺。
[Abstract]:This paper studies the principle of energy collection efficiency , communication rate and communication distance of non - source wireless communication system . The system can make the communication hardware cost and maintenance cost of large scale wireless sensor network be reduced greatly . The system can make the communication hardware cost and maintenance cost of the micro - embedded equipment be reduced greatly . The test result shows that the algorithm can improve the communication speed from 1 kbps to 50 kbps , and the communication distance can be increased from 2.5 feet to 6 feet .
【學(xué)位授予單位】：東華理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TN92

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本文編號：1906297