無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)物理層的主動(dòng)同步技術(shù)研究.pdf

1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)作為一種高新的信息獲取與處理技術(shù),在農(nóng)業(yè)、軍事、醫(yī)療,以及家庭和辦公環(huán)境等眾多領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。網(wǎng)絡(luò)中的傳感器節(jié)點(diǎn)數(shù)量龐大,大多數(shù)采用電池供電,更換困難,因此小型化、低功耗是傳感器節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的基本要求。目前,無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)物理層通信中的同步大都采用傳統(tǒng)的接收機(jī)被動(dòng)同步方案,需要標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)具備可控時(shí)鐘和相位調(diào)整等電路,造成電路的復(fù)雜度和較高的功耗,不利于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)的小型化和低功耗。
　　本文從標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)低復(fù)

2、雜度、低功耗的角度,針對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中錨節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息給標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)這一物理層通信,基于反饋控制原理,提出了一種主動(dòng)同步方案。該同步方案將信號(hào)同步電路從標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)移到錨節(jié)點(diǎn),由錨節(jié)點(diǎn)完成定時(shí)相位同步算法和時(shí)鐘控制,標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)只需反饋鑒相的結(jié)果,無(wú)需信號(hào)同步捕獲電路,降低了標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)的復(fù)雜度,并可能降低功耗。
　　通過(guò)將此同步方式歸結(jié)為時(shí)滯反饋控制模型,論文闡述了主動(dòng)同步方案的基本原理;因?yàn)榉答伃h(huán)路中存在不可忽略不計(jì)的時(shí)滯部分,論文分析了同

3、步方案中反饋控制環(huán)路的穩(wěn)定性,并通過(guò)仿真得出了脈沖主動(dòng)同步的環(huán)路穩(wěn)定邊界;在此分析的基礎(chǔ)上,論文給出了可行的穩(wěn)定捕獲算法。
　　在滑動(dòng)相關(guān)捕獲算法的基礎(chǔ)上,論文分析了實(shí)現(xiàn)主動(dòng)同步方案的串行捕獲算法,推導(dǎo)出了其平均捕獲時(shí)長(zhǎng),以及標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)的平均反饋次數(shù)。在所建議的主動(dòng)同步算法中,要求標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)有限反饋信息,但這仍會(huì)造成功率的消耗,標(biāo)簽平均反饋次數(shù)反映所消耗能量的大小。
　　為減少串行捕獲算法在高精度同步的捕獲時(shí)長(zhǎng),論文在此基礎(chǔ)上提