無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中基于V-BLAST的虛擬MIMO通信研究.pdf

1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一門(mén)新興的技術(shù)，其綜合了傳感器技術(shù)、嵌入式計(jì)算技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)和無(wú)線通信技術(shù)，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)分布區(qū)域內(nèi)各種環(huán)境或監(jiān)測(cè)對(duì)象的信息進(jìn)行協(xié)作地實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、感知和采集。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)一般都部署在環(huán)境復(fù)雜的地區(qū)，傳感器攜帶的電池難以被替換，因此一旦傳感器節(jié)點(diǎn)的電源耗盡會(huì)直接影響到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)功能的實(shí)現(xiàn)。所以針對(duì)此種能量受限型網(wǎng)絡(luò)，能量的有效性成了首要問(wèn)題。保證傳感器網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)能量的高效使用，延長(zhǎng)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的壽命，是傳感器網(wǎng)絡(luò)需要考慮

2、的重要方面。把新一代移動(dòng)通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)多入多出(MIMO)技術(shù)應(yīng)用到傳感器網(wǎng)絡(luò)中，形成虛擬多入多出(VMIMO)的通信系統(tǒng)，比傳統(tǒng)的單入單出(SISO)的通信模型具有更好的能量有效性?？諘r(shí)編碼中的Alamouti碼因其編碼和譯碼非常簡(jiǎn)單，所以在能量受限的傳感器網(wǎng)絡(luò)得到廣泛的應(yīng)用。但由于Alamouti碼需要在傳感器的發(fā)射端進(jìn)行傳感器節(jié)點(diǎn)的聯(lián)合編碼合作通信過(guò)程，需要消耗一定的能量，因此更簡(jiǎn)單的基于V-BLAST虛擬MIMO傳感器網(wǎng)絡(luò)通

3、信系統(tǒng)模型在能量有效性方面的優(yōu)勢(shì)就顯現(xiàn)出來(lái)。本文就是在V-BLAST模型的基礎(chǔ)上，在接收端引入了MMSE-OSIC算法，來(lái)節(jié)省整個(gè)傳感器網(wǎng)絡(luò)的能量消耗。論文的主要研究工作如下： 1、回顧了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的歷史，同時(shí)對(duì)整個(gè)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了介紹和概括，研究和分析了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的目前的研究熱點(diǎn)與主要問(wèn)題。 2、在研究多入多出(MIMO)原理的基礎(chǔ)上，對(duì)空時(shí)編碼技術(shù)尤其是分層空時(shí)碼及其檢測(cè)算法做了深入研究。 3

4、、在研究了多入多出(MIMO)技術(shù)應(yīng)用到能量受限分布廣泛的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，形成虛擬多入多出(VMIMO)的通信系統(tǒng)模型的基礎(chǔ)上，本文采用基于V-BLAST虛擬MIMO傳感器網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)為模型，主要研究接收端V-BIAST處理檢測(cè)過(guò)程，并在接收端引入MMSE-OSIC算法，使網(wǎng)絡(luò)發(fā)射端的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都能以更小的功率來(lái)得到QR算法，MMSE算法可以達(dá)到的輸出要求，來(lái)節(jié)省發(fā)射端每個(gè)節(jié)點(diǎn)的發(fā)射數(shù)據(jù)的能量消耗，提高整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的能量利用效率。

5、4、與傳統(tǒng)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的能量消耗主要集中在實(shí)際無(wú)線發(fā)射的能量消耗所不同，在能量受限的傳感器網(wǎng)絡(luò)中，電路模塊的能量消耗不可忽略。 本文通過(guò)對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中基于V-BLAST虛擬MIMO通信模型研究，在接收端引入MMSE-OSIC算法后節(jié)省發(fā)射端能量消耗的基礎(chǔ)上，結(jié)合發(fā)射端每個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)射數(shù)據(jù)的電路能量消耗，對(duì)整個(gè)通信過(guò)程中的能量消耗進(jìn)行研究分析。通過(guò)實(shí)驗(yàn)仿真分析，MMSE-OSIC算法的引入有效的節(jié)省了傳感器網(wǎng)絡(luò)在整個(gè)通信過(guò)程的能量