無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的分布式發(fā)射波束形成技術(shù)的研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)被廣泛應(yīng)用的同時(shí)，往往會(huì)受到傳統(tǒng)的傳感器-匯聚節(jié)點(diǎn)-基站結(jié)構(gòu)的限制，特殊環(huán)境下匯聚節(jié)點(diǎn)不能布設(shè)，以至于網(wǎng)絡(luò)無法適用。如何基于能量受限的傳感器節(jié)點(diǎn)，建立與基站直接的通信鏈路，成為進(jìn)一步推動(dòng)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)廣泛應(yīng)用亟待解決的關(guān)鍵問題。
　　波束形成是通過天線陣列的協(xié)作，形成定向功率增益，可顯著提高通信性能。一般意義上，N元天線陣列能夠形成N2倍的功率增益，意味著N2倍改善的信噪比，或者N倍擴(kuò)展的通信范圍。
　　本文著

2、眼于擴(kuò)展通信范圍，針對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的分布式發(fā)射波束形成相關(guān)問題展開了研究?；舅枷胧菍⒉ㄊ碚搼?yīng)用到無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，以傳感器節(jié)點(diǎn)為陣元，形成“虛擬天線陣列”，獲得定向功率增益，擴(kuò)展通信范圍。首先，作者在理論上分析了分布式波束的空間特征。討論了在傳感器網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用波束理論的限制條件；分析了隨機(jī)分布傳感器網(wǎng)絡(luò)的分布式波束特征，給出了波束分布的數(shù)學(xué)結(jié)論；研究了不同相位誤差水平下功率增益的統(tǒng)計(jì)特性。研究結(jié)論為分布式通信鏈路計(jì)算提供了理論參考

3、。其次，針對實(shí)現(xiàn)分布式波束關(guān)鍵的步驟研究載波同步的方案設(shè)計(jì)。作者在充分研究典型性方案的優(yōu)點(diǎn)和不足的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了適用于大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)、遠(yuǎn)距離分布式波束形成的可擴(kuò)展載波同步方案，仿真結(jié)果證明，該方案具有良好的可擴(kuò)展性和抗噪聲性能。最后，本文提出了基于分布式波束的傳感器網(wǎng)絡(luò)—飛艇通信鏈路設(shè)計(jì)方案，討論了鏈路設(shè)計(jì)過程中需要考慮的具體問題。鏈路計(jì)算結(jié)果表明，ZigBee協(xié)議BPSK通信方式下，通過傳感器節(jié)點(diǎn)協(xié)作能夠建立滿足通信性能要求的上行鏈路；可