基于MB-OFDM-UWB的井下多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)物理層自適應(yīng)技術(shù)研究.pdf

1、多媒體無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)預(yù)計(jì)在煤礦井下無(wú)線監(jiān)測(cè)中具有重要的應(yīng)用價(jià)值。MB-OFDM-UWB作為一類典型的超寬帶技術(shù)，具有速率高、功耗低、抗多徑時(shí)延等優(yōu)勢(shì)，十分適合煤礦井下傳輸環(huán)境的特點(diǎn)。為了提高多媒體無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在煤礦井下無(wú)線監(jiān)測(cè)中的性能，本文研究了基于MB-OFDM-UWB無(wú)線通信技術(shù)的多媒體無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在煤礦井下無(wú)線監(jiān)測(cè)中所涉及的部分物理層關(guān)鍵技術(shù)。 煤礦井下傳輸環(huán)境是一類典型的受限空間，復(fù)雜的多徑傳播造成了無(wú)線信道的頻率選

2、擇性衰落。自適應(yīng)技術(shù)能夠充分利用無(wú)線信道的動(dòng)態(tài)性，通過(guò)自適應(yīng)地改變系統(tǒng)的某些參數(shù)而達(dá)到性能優(yōu)化的目的。本文針對(duì)煤礦井下無(wú)線信道動(dòng)態(tài)變化的背景，以提高系統(tǒng)性能為目的，從簡(jiǎn)單監(jiān)測(cè)情況下單用戶自適應(yīng)調(diào)制和復(fù)雜監(jiān)測(cè)情況下多用戶動(dòng)態(tài)資源分配2個(gè)方面進(jìn)行了自適應(yīng)技術(shù)的研究。 本文首先對(duì)MB-OFDM-UWB無(wú)線通信系統(tǒng)和幾類典型的超寬帶無(wú)線信道進(jìn)行分析和建模，并結(jié)合煤礦井下傳輸環(huán)境，選擇IEEE802.15.3a推薦的CM3模式作為超寬帶信

3、號(hào)井下傳輸?shù)男诺滥Ｐ汀?針對(duì)簡(jiǎn)單的單用戶監(jiān)測(cè)情況，分析并實(shí)現(xiàn)了單用戶MB-OFDM-UWB自適應(yīng)調(diào)制系統(tǒng)。首先采用復(fù)雜度低的固定閾值算法，通過(guò)讀圖的方式分析出在CM3超寬帶信道及一定BER限定下的固定閾值，然后引入子載波分組的概念，分析了4種不同的子帶信噪比的計(jì)算方法，并從BER性能和吞吐量2個(gè)方面進(jìn)行比較分析。仿真結(jié)果表明，任何一種自適應(yīng)調(diào)制方式的系統(tǒng)性能均優(yōu)于固定調(diào)制方式。 針對(duì)復(fù)雜的多用戶監(jiān)測(cè)情況，重點(diǎn)對(duì)多用戶MB

4、-OFDM-UWB系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)資源分配進(jìn)行了分析和研究。首先深入分析了BABS、ACG和RBS等幾種幅度自適應(yīng)分配算法，然后針對(duì)超寬帶無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備簡(jiǎn)單和能量受限等要求提出了一種RBS改進(jìn)算法，仿真結(jié)果表明，RBS改進(jìn)算法具有較小的運(yùn)算復(fù)雜度和總功耗值，且BER性能與RBS算法十分接近。 上述工作提高了基于MB-OFDM-UWB無(wú)線通信技術(shù)的多媒體無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在煤礦井下無(wú)線監(jiān)測(cè)中的性能。 本論文共有圖33幅，表9幅