基于商業(yè)射頻芯片的高可靠通信系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著無線傳輸技術(shù)的發(fā)展,低功耗、低成本的商業(yè)射頻芯片廣泛應(yīng)用于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域。但是,由于發(fā)射功率較低,在復(fù)雜的傳播環(huán)境下,采用該類射頻芯片的無線通信系統(tǒng)的可靠性明顯下降。因此,提高基于商業(yè)射頻芯片的無線通信系統(tǒng)的可靠性具有重要意義。傳統(tǒng)解決辦法可采用基于前向糾錯(cuò)(Forward Error Correction,FEC)的方法來提高通信系統(tǒng)的可靠性。但是,當(dāng)商業(yè)射頻芯片應(yīng)用在復(fù)雜的傳輸環(huán)境中時(shí),基于FEC的方法不能有效地抵抗多徑效

2、應(yīng)的影響,對(duì)該類射頻芯片的無線通信系統(tǒng)的可靠性改善并不明顯。協(xié)作通信技術(shù)是提高通信系統(tǒng)可靠性的另一類方法,該技術(shù)利用網(wǎng)絡(luò)中的空閑節(jié)點(diǎn)參與協(xié)作,獲得空間分集增益,可在不增加系統(tǒng)資源的情況下有效對(duì)抗多徑衰落,提高頻率和功率利用率。
　　為抵抗多徑效應(yīng)的影響,進(jìn)一步提高基于商業(yè)射頻芯片的無線通信系統(tǒng)的可靠性,本文結(jié)合基于FEC的方法和協(xié)作通信技術(shù),設(shè)計(jì)了基于率匹配Turbo碼的協(xié)作通信驗(yàn)證系統(tǒng)。該驗(yàn)證系統(tǒng)包括控制節(jié)點(diǎn)、源節(jié)點(diǎn)、中繼節(jié)點(diǎn)和

3、目的節(jié)點(diǎn),其中每個(gè)節(jié)點(diǎn)的通信模塊由單片機(jī)C8051F120和射頻芯片CC1101組成。在該系統(tǒng)中,控制節(jié)點(diǎn)通過計(jì)算局域網(wǎng)發(fā)送命令幀,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中所有節(jié)點(diǎn)的同步。源節(jié)點(diǎn)和中繼節(jié)點(diǎn)采用基于率匹配 Turbo碼的編碼協(xié)作方案,目的節(jié)點(diǎn)通過迭代譯碼,同時(shí)獲得了編碼增益與分集增益,從而提高商業(yè)射頻芯片的可靠性。
　　本文設(shè)計(jì)協(xié)作通信驗(yàn)證系統(tǒng)的內(nèi)容包括硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)和單片機(jī)程序設(shè)計(jì),并在實(shí)際環(huán)境中測(cè)試系統(tǒng)性能。測(cè)試結(jié)果表明,與點(diǎn)