超寬頻無線通信網路中多址同步方法研究

《超寬頻無線通信網路中多址同步方法研究》是依託華南師範大學，由王洪江擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：超寬頻無線通信網路中多址同步方法研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：王洪江
• 依託單位：華南師範大學

項目摘要

超寬頻通信技術是下一代無線感測器網路物理層技術的主要候選者。多址同步是超寬頻無線感測器網路實現數據採集、處理和傳輸的重要支撐技術之一。本項目將結合無線通信和智慧型數位訊號處理的研究成果，研究超寬頻通信系統中多址同步方法及其性能。研究重點在於滲透融合多種理論、方法和技術，包括模糊控制理論、最最佳化計算和RBF神經網路技術等，建立多址干擾模型，最優配置脈衝信號參數，動態設定同步系統門限值，實現具有高速率、高精度和高魯棒性的多址接入同步方法。感測器網路是當前國際上備受關注的研究熱點，是信息感知和採集的一場革命，被認為是21世紀最重要的技術之一，將對人類生活產生深遠的影響。本項目研究成果對感測器網路發展具有重要的理論意義和實用價值，在民用和軍事領域均有非常好的套用前景，對推動我國社會經濟發展將有重大的戰略意義。

結題摘要

超寬頻（Ultra-wideband，UWB）通信系統是下一代無線感測器網路（Wireless Sensor Networks，WSN）物理層技術的主要候選者之一，具有高頻寬、高速率、低功耗和低成本等特點。直接序列擴頻超寬頻（Direct Sequence Spread Spectrum UWB，DS-UWB）系統採用脈衝無線電（Impulse Radio，IR）技術容易實現高解析度、高精度的檢測、定位和跟蹤功能，最有潛力被套用於WSN中，即超寬頻無線感測器網路（Ultra-wideband Wireless Sensor Network, UWBWSN）。由於UWB多址接入（Multiple Access，MA）網路覆蓋面小，用戶數多，多個網路覆蓋區域重疊， DS-UWB信號頻譜頻寬大、功率小，這使得DS-UWB多址接入系統中多址干擾問題尤為突出，特別是同步過程（位於UWB接收機系統的最前端），因此，很有必要研究如何在多址干擾影響下快速而又準確地捕獲UWB定時同步信號，也就是要研究多址接入同步方法，這是實現多址接入UWB無線通信網路系統的重要保證。本項目結合多種理論、方法和技術，對多址接入UWB通信系統中的同步技術進行研究，搭建了多址干擾模型，重點解決了如何確定接入用戶的機率分布函式和多址干擾模型的各種參數的問題；設計了多址接入單用戶同步算法，重點解決了如何實現脈衝信號參數的最最佳化設計以及動態調整門限值大小以適應多址干擾的動態變化過程的問題；實現了多址接入並行同步算法，重點解決了如何實現多址分離以及降低並行算法的計算量和複雜度，以便於在能量有限的節點中實現；並結合博弈論理論對無線感測器系統的性能進行了仿真分析。本項目研究初步取得了一些研究成果，發表了高水平學術論文6篇，申請了國家發明專利3項，後續本項目組將繼續深入擴展和套用本課題的研究工作。這對於實現我國的UWB通信產業，加速下一代無線感測器網路系統的產業化進程都具有極其重要意義。而且，UWB無線通信網路技術是寬頻無線移動通信和下一代網路系統，以及泛在感測器網路的重要組成部分，是我國“十二五”發展規劃的重點子課題研究內容之一。其關鍵技術的突破對於提高我國科學技術自主創新能力，培育和發展戰略性新興產業，加快社會經濟發展，實現全國人民的富裕安康，以及建設和諧社會都具有非常重要的戰略意義。