低速率无线个域网调制技术的研究

分析了IEEE802.15.4:2006低速率无线个域网(LR-WPAN)标准的调制方法,并提出了一种选用多相Chirp序列作为其扩频序列和采用升余弦滚降脉冲成形的调制实现方法。对比了两种不同调制方法得到的连续相位线性调频信号的特征。

无线个域网应用环境下速率自适应算法的研究

首先对无线个域网(WPAN)应用环境下的干扰模型进行了分析,在此基础上提出了在WPAN工作的系统中引入速率自适应控制算法以提高诸系统的抗干扰性能,并减小对系统内其它设备及不同系统间设备的相互干扰.文章对自适应速率控制算法进行了分析,然后以蓝牙系统为例,给出了自适应速率控制算法对蓝牙系统性能改善的程度,重点讨论了对系统误比特率的影响.仿真结果显示,在理想反馈信道条件下,随着单信道信噪比的改善,自适应速率控制系统的最佳误比特率比固定速率传输系统有1～3个数量级的改善;即使采用简单的双速率自适应控制系统,也可以得到1～2个数量级的改善.由此得到的结果同样可应用于其它工作于无线个域网的系统.

一种面向无线体域网的低能耗数据融合隐私保护算法

无线体域网能够借助低能耗高精度传感技术实时采集并分析多种模态的人体健康体征数据,需要在数据传输过程中对关系到个人隐私的健康敏感数据进行保护。针对无线体域网数据融合过程中的隐私保护需求提出一种针对性更强的低能耗数据融合SMART-RR算法,利用人体健康数据存在周期重复性和健康数据冗余特点,提出不等长时间间隔、加入重复性归约因子的数据融合策略。仿真实验表明,SMART-RR算法是一种数据通信量小、高隐私保护性和高精确度的低能耗数据融合隐私保护算法,在面向无线体域网的人体健康体征数据采集分析领域具有一定应用价值。

面向无线体域网的低功耗多频道MAC协议

针对无线体域网需要在2.4 GHz频段具有复杂干扰环境下可靠工作,且需要尽可能降低功耗的问题.提出一种低功耗多频道介质访问控制(MAC)协议:MCE-MAC.在本协议中,节点使用星型拓扑连接;其工作频道随时间变化快速切换.并提出了自适应超帧频率控制机制,控制节点占空比降低网络能耗;另外,在工作中对无线频道进行感知,动态调整其使用的频道,提高传输可靠性.在基于TI的CC2530平台上实现了MCE-MAC,实验证明,在单频道的MAC协议极大的受到干扰影响的情况下,本文提出的MCE-MAC的数据传输成功率和传输时延不受干扰影响;相较于EM-MAC协议,其传输时延显著优于EMM AC且功耗仅为其15%左右.

无线体域网低能耗功率控制与分布式调度算法

传输能耗在无线体域网的能耗中占比最大,降低传输能耗的核心是解决2个问题:传输时隙到来时选择哪个节点传输和所选节点以何种功率传输。针对前者现有调度算法忽视网络公平性要求的局限性,提出了一种包含公平性指数的分布式调度算法;针对后者当前功率控制算法采用固定函数模型的局限性,设计了一种基于比例—积分—微分的单输出神经网络(SPIDNN)自适应网络功率机制动态调整无线体域网中传感器节点的发射功率控制方法。仿真实验表明:相对其他方案,方案在保证网络公平性的前提下,降低了能量消耗。

无线体域网低复杂度重复码解扩频方法研究

为了提高数据传输的可靠性,降低窄带接收机的复杂度,无线体域网标准IEEE 802.15.6采用了基于重复码的扩频方法。通过设计一种根据动态阈值选择性进行量度运算的解扩频结构,并结合硬判决阈值特性利用简化的最大比合并以及广义最小距离原理,提出了硬阈值—合并法和硬阈值—删除法,计算复杂度较小,同时解扩频性能近似最优。理论分析及仿真结果表明,与基于最大似然方法的解扩频相比,其扩频增益接近理论值,在高信噪比环境下,计算复杂度可降低86%以上。

无线体域网中的低功耗快速组网算法

无线体域网具有很强的应用相关性,不同的应用场景下对网络有不同的要求,必须有针对性地对网络进行设计.从无线体域网的生物安全性角度出发,建立了适合体域网应用的LEACH算法模型,在对簇头边缘化等缺陷进行改进之后,综合考虑了无线体域网中资源的利用率、单个节点的生命周期、不同应用场景下的重要节点不同等因素,进一步改进为适于无线体域网应用的LE-WBAN算法.通过NS2下的仿真与分析证明,该算法有效延长了单个节点和整个网络的生命周期,符合无线体域网低功耗、高能效的要求.

基于博弈论的无线体域网高效数据速率调谐研究

在无线体域网中,穿戴在人体上或植入人体中的各传感器节点通过有限的信道资源进行通信。为了提高网络的服务质量,本文提出了基于纳什"讨价还价"解的数据速率调谐方法的研究。论文所提出方法能够基于特定的参数:数据优先级、传输失败概率、功耗比和节点所需的最低传输速率,通过博弈论算法去调整节点的传输速率,从而提高网络的服务质量。经测试,该方法能在保证各节点传输所需的最低速率的前提下,提高近10%的平均传输速率。

低传输模式医疗监测无线体域网MAC协议

老年慢性病人与亚健康人群数量的急剧增长已成为我国医疗卫生事业亟待解决的难题。无线体域网可实现一种崭新的医疗模式,因此是解决这一难题的一种有效技术手段。MAC协议是无线体域网的关键支撑技术之一,围绕该主题进行研究,针对低传输节点与全传输节点共存的无线体域网设计了一个MAC协议。该协议既能够承载全传输节点流量,又能够承载低传输节点流量,具有在一个嵌入时隙设置多个数据段的能力,不仅适用于极低流量的应用,也适用于流量较高的应用。

无线体域网技术研究现状与展望

无线体域网(WBAN)技术是当前重要的研究热点,可以应用于医院内患者实时监测和家庭健康护理领域,具有广泛的应用前景和巨大的市场潜力。WBAN对设备的可穿戴性和数据传输的可靠性、安全性提出了更高的要求,技术发展中存在一些需要深入研究和解决的问题。对WBAN关键技术的研究现状和产业化进展进行了综述,并对WBAN技术的未来研究和发展前景进行了展望。

无线体域网中体征参数的采集与处理

实现了在无线体域网中对体温、脉搏和血氧饱和度等体征参数的采集与处理。选择数字温度传感器DS18B20完成对人体体温参数的采集,并使用双光束透射法对脉搏、血氧饱和度进行无创检测,而后通过蓝牙实现数据的无线传输。设计以小型化、低功耗为原则,通过数字信号处理技术完成一系列工作。实验结果表明设计方案具有很高的稳定性和可靠性。

无线体域网高能效竞争接入机制研究

低能耗是无线体域网WBAN通信最重要的指标。构建了IEEE 802.15.6无线体域网CSMA/CA竞争接入的功耗模型,分析了用户优先级、MAC帧负荷尺寸和数据到达量对信道接入能耗的影响,提出了一种通过数据汇聚传输提高能量效率的增强型信道接入方法。仿真结果表明,在低业务量及混合业务场景下,所提方法能够显著减少信道接入的能量消耗。

无线体域网中的传感器节点设计与实现

本文基于双光束投射原理,搭建了用于监测脉搏、血氧和环境信息的WBAN无线传感器节点硬件平台,编写了嵌入式系统软件。经测试,该节点工作稳定、可靠,且具有微型、低功耗等特点,对WBAN无线传感器节点设计具有一定的指导作用。

基于超宽带的高速无线个域网研究

本文将基于超宽带技术(UWB)的高速无线个域网(WPAN)与现有无线通信方式进行比较,突出其脉冲时间短、所占带宽大、传输速率高、覆盖区域广使其有保密性好、抗干扰性强、系统复杂度低、不占用频率资源的特点。通过介绍系统核心技术中的收发信机结构和安全性及其调制方式,说明应用UWB技术的无线个域网带来了一种全新的低功耗、高带宽和低复杂度的解决方案。最后对它的局限性和未来发展方向作了仔细分析,得出高速UWB-WPAN未来将会在无线通信中针对家庭领域大有作为的结论。

无线体域网的人体实时监测系统的设计

本系统是无线体域网(Wireless Body Area Networks,WBAN)的人体实时监测系统的设计,系统在各个人体信息采集节点布置了DS18B20温度传感器和PulseSensor脉搏传感器,传感器将采集到的体温信息和脉搏信息发送至中央芯片CC2540进行数据处理,该芯片可以很好地兼容低功耗蓝牙(Bluetooth low energy,BLE)协议,通过与TI的低功耗蓝牙协议栈配合,可以连接到用户的智能手机或平板电脑等移动设备进行无线数据传输,实现人体信息的实时监测。本系统大大提高了人体信息监测的操作灵活性,降低了监测设备的成本,使无线体域网和低功耗蓝牙技术在医疗健康领域有更加广泛的应用。

Zigbee无线解决方案网络层研究

文章介绍了Zigbee网络的组网过程及网络扩展的方法;首先简单介绍了Zigbee协议的网络层,接着给出了建立一个新网络的过程,及加入网络的两种方法;在这里,孩子节点可通过以下两种方式加入到网络中:通过MAC子层连接程序加入或通过先前指派的父节点直接加入网络;最后,文章针对Zigbee网络的现状及发展情况,提出了未来在无线Zigbee网络研究中需要解决的问题。

高效低时延的LR-WPANMesh地址分配算法

针对IEEE 802.15.5标准中低速率无线个域网(LR-WPAN)Mesh的地址分配算法在地址分配通信开销和时间方面存在冗余的问题,提出一种高效低时延的地址分配(HLAA)算法。该算法通过使用入网申请消息替代专门的地址申请消息和删除地址分配消息中的冗余字段,减少了通信开销并降低了组网时延。仿真结果表明:与现有的低速率无线个域网地址分配算法相比,HLAA算法的通信开销减小了22.15%,组网时延则降低了7.68%。

ZigBee无线传感器网络组网研究

综述了ZigBee网络的组网过程;简单介绍了ZigBee的技术特点,给出了建立一个新网络的过程,及加入网络的两种方法;最后展望了ZigBee技术的发展前景。

面向重症患者的可穿戴人体多生理参数无线监测设备

针对面向重症患者的监护设备需要低功率、高集成的问题,设计了一种高集成小型化的多生理参数可穿戴监护设备。通过研究无线监测及传输技术,提出了基于分布式传感和无线体域网(WBAN)的传输方式,实现心电信号、脑电信号、肌电信号、呼吸、脉搏、体温、血氧饱和度、心音、肺音等9种参数采集和传输,研究和设计传感发射节点、可穿戴载体与接收模块,保证传感节点的小型化与穿戴舒适性。结果表明:系统具有低功耗、小型化特点,能将采集到的多生理参数实时传输至终端显示,可以满足重症患者的实际监护需求。

面向体域网智能客户端的数据传输方案实现

在构建小型无线体域网总体架构的基础上,通过分析两种体域网低功耗无线通信技术,设计了一种面向体域网智能客户端的数据传输方案,重点设计了几种数据传输方法,最终在一个智慧医疗系统中实现了该数据传输方案,在运行测试后符合设计要求,并具有一定的应用性。