本文關(guān)鍵詞：一種可配置的后向散射無線傳感網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：人類社會是在信息交流的基礎(chǔ)上建立的,因而通信對人類社會文明、進步與發(fā)展起著巨大的推動作用。在物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的同時,無線傳感網(wǎng)絡(luò)也受到了更多的關(guān)注。低成本和低功耗是無線傳感網(wǎng)絡(luò)得到普遍應(yīng)用的重要原因,也是重點的研究方向。運用后向散射通信原理,可大大降低無線通信系統(tǒng)的成本和功耗,美國的華盛頓大學(xué)研究了基于后向散射通信具有射頻能量獲取的WISP(Wireless Identification and Sensing Platform)無線智能傳感系統(tǒng)。因此,基于軟件無線電技術(shù)、LabVIEW(Laboratory Virtual Instrumentation Engineering Workbench)和USRP(Universal Software Radio Peripheral)平臺的后向散射無線傳感網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的設(shè)計是否可行成為本文所要解決的關(guān)鍵問題。本文結(jié)合后向散射和軟件無線電的基本原理,并基于LabVIEW和USRP平臺,提出了一種將后向散射技術(shù)應(yīng)用于無線傳感網(wǎng)絡(luò)并通過LabVIEW和USRP平臺實現(xiàn)的創(chuàng)新思路,設(shè)計了一種面向多傳感應(yīng)用、簡單、低功耗、可配置后向散射無線傳感網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)原型,運用理論分析、仿真驗證等多種方式著重對該架構(gòu)的可配置零中頻接收的后向散射無線傳感收發(fā)器和傳感節(jié)點進行研究,在此基礎(chǔ)上設(shè)計射頻載波、收發(fā)器和傳感節(jié)點的程序框圖和前面板圖,并實現(xiàn)系統(tǒng)的聯(lián)調(diào)。通過無線射頻能量獲取和傳感節(jié)點的射頻喚醒,有效地降低了系統(tǒng)功耗。文中論述了副載波可配置的頻分多址接入方法,給出并證明了避免多傳感器接入碰撞的傳感數(shù)據(jù)脈沖周期約束條件。分析了架構(gòu)的接收性能,給出并證明了在對數(shù)正態(tài)信道環(huán)境下的接收中斷率的閉式解。最后,實驗和仿真驗證了提出架構(gòu)的有效性和可行性,實驗測試誤差矢量幅度(EVM,Error Vector Magnitude)值小于2.8%,且數(shù)值分析和Monte Carlo仿真驗證間中斷率誤差小于1.86%。
【關(guān)鍵詞】：后向散射 無線傳感網(wǎng) 軟件無線電 中斷率
【學(xué)位授予單位】：貴州師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP212.9;TN929.5
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 引言8-14
• 1.1 后向散射技術(shù)概述8-10
• 1.1.1 后向散射研究動態(tài)9-10
• 1.2 傳感網(wǎng)絡(luò)簡介10-12
• 1.2.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究背景和意義10-11
• 1.2.2 國外研究現(xiàn)狀11
• 1.2.3 國內(nèi)研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容12-14
• 第二章 后向散射無線傳感網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)14-24
• 2.0 典型的無線傳感網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)14-15
• 2.1 后向散射傳感信號模型15-16
• 2.2 可配置的后向散射無線傳感網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)16-24
• 2.2.1 基于軟件無線電可配置的架構(gòu)17-18
• 2.2.2 脈沖周期配置條件18-20
• 2.2.3 零中頻接收的射頻前端20
• 2.2.4 零中頻接收的數(shù)據(jù)處理20-24
• 2.2.4.1 信號獲取20-22
• 2.2.4.2 數(shù)據(jù)提取22-24
• 第三章 后向散射架構(gòu)軟件無線電原型的設(shè)計與實現(xiàn)24-33
• 3.1 LabVIEW和GNU Radio24-25
• 3.2 NI USRP 293025-26
• 3.3 軟硬件平臺的安裝和使用26-30
• 3.3.1 LabVIEW軟件平臺的安裝26-27
• 3.3.2 USRP驅(qū)動軟件的安裝27-28
• 3.3.3 LabVIEW平臺的使用28-30
• 3.4 可配置、射頻喚醒的后向散射傳感網(wǎng)絡(luò)原型30-31
• 3.5 射頻連續(xù)載波原型31-33
• 第四章 架構(gòu)的實現(xiàn)與分析33-40
• 4.1 實驗設(shè)置33-35
• 4.1.1 實驗環(huán)境33
• 4.1.2 基于LabVIEW的圖形用戶接口33-35
• 4.2 仿真和實驗結(jié)果35-40
• 4.2.1 無線能量獲取35-36
• 4.2.2 接收到的后向散射基帶I\Q信號36-38
• 4.2.3 誤差矢量幅度38
• 4.2.4 中斷率38-40
• 第五章 總結(jié)與展望40-42
• 5.1 論文主要工作與總結(jié)40-41
• 5.2 進一步工作展望41-42
• 致謝詞42-43
• 參考文獻43-46
• 在學(xué)期間發(fā)表的論文與研究成果46-47
• 附錄一 部分實驗仿真圖47-51
• 附錄二 中斷率仿真程序51-52

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本文編號：274482