隨著人類社會的飛速發(fā)展,人們對通信的使用越來越廣泛,同時也對通信技術(shù)提出了更高的要求,而頻譜資源是有限的,頻譜感知作為一個提高其利用率的前提條件越來越成為研究的重點(diǎn)。本文利用分布式思想將一段寬頻帶分成若干個窄帶頻段,利用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和傳輸,同時還研究了多節(jié)點(diǎn)協(xié)同定位,并改進(jìn)了經(jīng)典的APIT自定位算法。在頻譜感知方面,采用多組低速率采樣的A/D進(jìn)行信號采樣,通過基于信號時延和多速率的頻率估計算法對頻譜進(jìn)行恢復(fù),并對這兩種頻率估計算法進(jìn)行了改進(jìn),同時還對噪聲閾值進(jìn)行了分析和研究。本文的研究工作如下所示,具體包括:1)詳細(xì)的研究了頻譜感知與多節(jié)點(diǎn)協(xié)同定位技術(shù),對主要的幾種頻譜感知技術(shù)進(jìn)行了相應(yīng)的介紹,并比較了這幾種頻譜感知技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn);對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)概述、特點(diǎn)和應(yīng)用做了介紹,并研究了幾種經(jīng)典的節(jié)點(diǎn)自定位算法,同時對其中一些算法進(jìn)行了仿真和分析;2)在構(gòu)建硬件系統(tǒng)架構(gòu)方面,本文采用雙處理器架構(gòu)。采用FPGA實(shí)現(xiàn)對信號數(shù)據(jù)的采集與傳輸,單片機(jī)msp430實(shí)現(xiàn)多節(jié)點(diǎn)協(xié)同定位和時間同步,并通過Quartus Ⅱ軟件自帶的SignalTap Ⅱ?qū)Σ杉臅r域信號進(jìn)行了仿真分析,在多節(jié)... 

【文章來源】：南京理工大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．３利用射頻信號和超聲波信號的ＴＤＯＡ的測距原理??

圖３．１是信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的組成框圖，３．２是其他節(jié)點(diǎn)的組成框圖，相對于信離通信芯片和ＧＰＳ／北斗定位模塊，下圖３．３是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)框圖。??短距離無線傳輸模塊???????ＦＰＧＡ?處?串口?ｍｓｐ４３０????＜?＞?￣＾遠(yuǎn)距離傳輸模塊??理器?單片機(jī)????ＧＰＳ定位模塊??圖３．１信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的組成框圖??ＦＰＧＡ?處?串口?ｍｓｐ４３０??＜＾＝＝Ｃ＞?＾?ｘ?？短距離無線傳輸模塊??理器?單片機(jī)????圖３．２其他節(jié)點(diǎn)組成框圖??

公司生產(chǎn)的高速模速轉(zhuǎn)換器，采用單電源供電，具有誤差校正邏輯的多級差分流水結(jié)構(gòu)，??保證在６５Ｍｓｐｓ和５０Ｍｓｐｓ的采樣率下獲得精確的１２位數(shù)據(jù)。??基本原理是如下圖３．６所示，前置濾波電路是為了防止高頻信號混疊到基帶中。接??下來是采樣／保持電路，通過時鐘控制使連續(xù)的時域信號成為處理器能夠處理的離散信??號。最后的量化和編碼則是對信號進(jìn)行轉(zhuǎn)化，將離散的信號量化為二進(jìn)制碼輸出。??＊（ｔ）?〇—？?－＊?—’—?＾?■、金－＊－〇?ｙ?（．ＩｃＴＨ?）??前置濾波采樣／保持量化編碼??圖３．６?Ａ／Ｄ工作原理圖??該部分Ａ／Ｄ采樣模塊設(shè)計采用多個ＡＤ９２２６和ＡＤ９２３５，實(shí)現(xiàn)不同Ａ／Ｄ的不同速率??和延時采樣，獲得信號樣本數(shù)據(jù)。模塊采用單電源＋５Ｖ供電，每個通道相互獨(dú)立，每路??信號的輸入電壓范圍是－５Ｖ到＋５Ｖ之間，原理圖如下圖３．７所示。??３Ｗ７Ｙ￣?????１．０Ｖ—３３１１?！??〇???－ｆ－０?ＶＩＭＡ?ｒ—ｉ??ｒ—＾ｘｌｖｉＮＢ?°－ＶＦ＝Ｐ??３３１１?ＣＡＰＴ?＜＞??２Ｖ?．?＋??ｊ?＇丨???０?ＶＲＥＦ??Ｉ?????Ｏ?ＲＥＦＣＯＭ?＝：０．１＃??七Ｉ??Ｖ??圖３．７?Ａ／Ｄ采樣原理圖??３．１．５串口通信模塊設(shè)計??該部分串口通信的設(shè)計，既可以實(shí)現(xiàn)與ＰＣ機(jī)通信，又可以與ｍｓＰ４３０單片機(jī)通信。??實(shí)現(xiàn)串口通信的幾個基本模塊包括：時鐘分頻、接收模塊和發(fā)送模塊。將三個模塊加以??適當(dāng)控制，即可實(shí)現(xiàn)完整的串口通信功能。??本文中的串口通信采用的波特率為９６００ｂｐｓ／ｓ

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于UM220的北斗接收機(jī)及WEB終端設(shè)計[J]. 周曉,鄭定超,方玖琳.  計算機(jī)測量與控制. 2016(03)
[2]同步軌道SAR電離層影響分析與仿真研究[J]. 李雨龍,張弘毅,黃麗佳,胡東輝,丁赤飚.  電子測量技術(shù). 2014(09)
[3]基于QuartusII的數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)整合的實(shí)踐探索[J]. 袁樂民,陳軍.  自動化與儀器儀表. 2014(08)
[4]無線寬帶技術(shù)解析[J]. 譚立新.  移動通信. 2014(11)
[5]基于SimpliciTI協(xié)議的無線自組織網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計[J]. 張穎,李俊甫,楊臻.  自動化儀表. 2012(09)

博士論文
[1]軍用認(rèn)知無線通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 李紹勝.北京郵電大學(xué) 2011
[2]基于凸優(yōu)化的參數(shù)化稀疏估計理論及其應(yīng)用[D]. 劉翼鵬.電子科技大學(xué) 2011
[3]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中若干安全問題研究[D]. 陳海光.復(fù)旦大學(xué) 2008
[4]基于認(rèn)知無線電的分級頻譜共享網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 陳劼.電子科技大學(xué) 2008
[5]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)分布式節(jié)點(diǎn)定位方法研究[D]. 劉克中.華中科技大學(xué) 2006

碩士論文
[1]認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)中協(xié)作頻譜感知算法研究[D]. 王浩.湖南大學(xué) 2015
[2]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位與移動錨節(jié)點(diǎn)路徑規(guī)劃[D]. 蒲石.華東理工大學(xué) 2014
[3]認(rèn)知無線電中頻譜感知技術(shù)研究[D]. 馬超.河北大學(xué) 2013
[4]認(rèn)知無線電中協(xié)作頻譜感知算法研究[D]. 郭軍平.東北大學(xué) 2013
[5]基于注水算法的認(rèn)知無線電功率分配研究[D]. 楊小龍.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
[6]認(rèn)知無線電中的頻譜感知技術(shù)研究[D]. 漆春梅.電子科技大學(xué) 2009
[7]基于無需測距的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位算法研究[D]. 李峙.華中師范大學(xué) 2008
[8]無線網(wǎng)絡(luò)的研究[D]. 夏佳.江南大學(xué) 2008
[9]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在新疆地區(qū)反恐怖作戰(zhàn)中的應(yīng)用[D]. 劉雷.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2007
[10]基于循環(huán)譜相關(guān)的調(diào)制方式識別的研究[D]. 陳洄.北京交通大學(xué) 2006



本文編號：2923255