短距離無線通訊中傳播特性理論研究及相關(guān)關(guān)鍵技術(shù).pdf

1、短距離無線通信以無線個域(Wireless Personal Area，WPA)應(yīng)用為核心特征。隨著RFID技術(shù)、ZigBee技術(shù)、藍牙V3.0技術(shù)以及60 GHz毫米波通信等低、高速無線應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展，短距離無線通信正深入到通訊應(yīng)用的各個領(lǐng)域，表現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。
　　 短距離無線通信具有高速率大容量、低速率高可靠性以及低功耗、低成本等特點，這使得電源管理技術(shù)、鏈路預算技術(shù)、以及多徑時延分析等相關(guān)技術(shù)成為優(yōu)化低、高速短距離無

2、線通信性能，降低短距離無線通信成本，提高短距離無線通信質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)。決定這些關(guān)鍵技術(shù)的因素很多，其中無線傳輸信道作為電波傳播的路徑對無線通信技術(shù)性能的影響至關(guān)重要。對于工作距離在毫米級到千米級的短距離無線應(yīng)用而言，雖然無線電波仍是經(jīng)由無線傳輸信道，通過反射、衍射和散射等傳播機制到達接收端，但是由于傳輸距離和應(yīng)用環(huán)境的限制，短距離無線應(yīng)用更容易受到多種實際環(huán)境因素的影響。此外，由于短距離無線收發(fā)端的機動特性，無線信道不僅具有隨機性，還呈

3、現(xiàn)出時變性，體現(xiàn)出短距離無線傳輸信道的復雜性。如何正確描述短距離無線傳輸信道，建立高效的短距離無線傳輸信道模型，準確提取短距離無線傳輸信道參數(shù)，并針對具體的短距離無線技術(shù)應(yīng)用，基于短距離傳輸信道模型解決電源管理，鏈路預算等相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)中的問題是本文工作的意義所在。
　　 圍繞上述研究目的，本文系統(tǒng)而深入的研究了以下內(nèi)容:
　　 第一、通過對無線傳輸信道的描述，以及短距離窄帶信道和寬帶信道的理論研究，系統(tǒng)地分析了短距離無線

4、傳輸信道測試建模和參數(shù)提取理論。深入研究和比較了短距離無線信道時域和頻域測試建模技術(shù)。重點分析了適合短距離無線傳輸信道的頻域測試建模技術(shù)，并詳細分析和總結(jié)了頻域測試建模系統(tǒng)的原理、設(shè)置以及后處理過程等關(guān)鍵技術(shù)。
　　 第二、針對短距離無線應(yīng)用工作的射頻微波2.4 GHz和5.8 GHz ISM頻段進行了短距離無線傳輸信道頻域測試建模。通過建模后處理過程及統(tǒng)計分析過程提取了短距離無線傳輸信道模型參數(shù)，建立了適合描述射頻微波頻段短距

5、離無線傳輸信道的信道模型，完成了分析研究射頻微波頻段短距離無線電波傳播相關(guān)技術(shù)的必要步驟。
　　 第三、通過對射頻微波頻段短距離無線傳輸信道模型的分析，提出了一種基于短距離視距傳輸信道的電源管理算法。將無線傳輸信道模型參數(shù)和射頻通信模塊本身特性相結(jié)合進行雙向動態(tài)功率調(diào)節(jié)，實現(xiàn)實時電源管理。完成電源管理算法的軟硬件實現(xiàn)，并通過理論分析和測試，驗證了電源管理算法的性能。
　　 第四、通過對射頻微波頻段短距離無線傳輸信道模型的

6、分析，針對無源微波RFID技術(shù)的特點，提出一種基于內(nèi)部連續(xù)反射模型的RFID標簽距離的計算算法。對附著在被識別物體表面的標簽應(yīng)用，特別是當識別物體材料厚度與波長可比擬時，推導了射頻識別物體材料反射系數(shù)與標簽距離之間的關(guān)系，并通過物理有限元模型對算法進行了仿真及分析比較。
　　 第五、通過對IEEE802.15 TG3c60 GHz無線個域應(yīng)用的研究，提出了適用于60 GHz桌面短距離無線傳輸信道模型。推導了隨收發(fā)端距離變化的反射