低功耗廣覆蓋無線網(wǎng)絡物理層的關鍵技術研究.pdf

1、低功耗、廣覆蓋無線網(wǎng)絡通常要求設備能夠在以電池作為主電源的情況下長期穩(wěn)定的工作，可應用于環(huán)境、農(nóng)業(yè)、建筑等基礎設施的監(jiān)控領域，IEEE針對這一需求在低速無線個域網(wǎng)IEEE802.15.4標準的基礎上起草了IEEE802.15.4k標準。作為對原標準的補充，IEEE802.15.4k適用于低功耗關鍵基礎設施監(jiān)控(LECIM:Low Energy Critical Infrastructure Monitoring)網(wǎng)絡，在物理層的信號編碼

2、調制及媒體訪問控制層的接入機制等方面提供了具體的建議。
　　本文對IEEE802.15.4k標準進行了研究和總結，包括信道編碼，信號交織、直接序列擴頻等物理層關鍵技術。鑒于目前尚未有針對該標準的具體實現(xiàn)，本文基于微控制器(MCU: Microcontroller Unit)和射頻模塊，利用軟件無線電技術設計并實現(xiàn)了基于該標準的節(jié)點設備。使用該軟硬件平臺，在市區(qū)環(huán)境下對通信的質量進行了測試，以驗證是否滿足標準和具體需求。為了增強節(jié)點

3、的靈活性，使用移動智能終端作為上位機，設計了查詢機制，以無線方式對附近節(jié)點的運行參數(shù)進行動態(tài)調整。在該機制的作用下，節(jié)點既可以在工作以外的時間自動進入休眠，又可以在一定時間內響應上位機發(fā)送的參數(shù)配置信息。本文在低功耗廣覆蓋網(wǎng)絡的應用方面做了一些探索，設計了車位狀態(tài)監(jiān)測應用和基于GPS的定位應用，為保證節(jié)點能夠在電池供電的條件下長期工作，針對具體的應用設計了低功耗機制，根據(jù)功耗測試數(shù)據(jù)對電池的續(xù)航時間進行了估計。
　　本文的主要貢獻