基于2.4 GHz无线技术的RTK定位系统

利用2.4 GHz无线技术,设计RTK(real time kinematic)定位系统.在两种实验场景下,进行对比实验,比较RTK定位系统和传统PVT(position velocity time)定位系统的定位误差.实验结果表明:两种实验场景下,相对于传统PVT定位系统,该文设计的RTK定位系统均有更小的定位误差.该文定位系统可应用于无人机、精准农业等领域.

2.4 GHz无线技术的干扰和共存研究

蓬勃发展的物联网应用需求中孕育了多种2.4 GHz无线通信协议,众多共存的无线协议既是物联网设备、平台互联互通的基础,也是通信系统干扰来源,导致通信效率降低。因此,2.4 GHz频段的干扰与共存技术成为行业内一个研究热点。本文介绍了Zigbee、蓝牙和Wi-Fi等无线通信技术及其抗干扰特性,通过分析共存环境的复杂性和关键性,简化仿真模型,提出了2.4 GHz频率共存的关键性能指标,讨论了如何保证2.4 GHz无线技术的共存性能,对物联网更广泛互联互通发展具有重要意义。

苹果园中2.4GHz无线信道在不同高度的传播特性

为解决苹果园中无线传感器网络的规划和部署问题,该文研究了苹果成熟时苹果园中2.4GHz无线信道在不同高度的信号衰减和丢包率情况。通过实地试验测量了沿着一列果树由距离地面高度0.50m主干处至3.00m处冠层顶部9个高度下各10个距离点的接收信号强度和丢包率,并对试验数据进行回归分析。研究表明:在不同高度层,2.4GHz信号衰减均符合对数路径损耗模型,模拟的相关系数在0.915～0.983之间;高度1.00～2.25m之间信号衰减均较快。高度大于2.25m时,衰减速度随着高度的增加递减,在冠层顶部高3m处达到最小值。因此,苹果园中天线最宜部署在高约3.00m处的冠层顶部或略高于此,其次为高度大于2.25m的冠层上部且较高的位置。同时,建立了用于预测2.4GHz信号在成熟期果园中的信号衰减模型并用额外的数据进行了验证。结果表明:该模型能较好地预测不同高度处不同传输距离点的接收信号强度,为苹果园中无线传感器网络的应用提供了技术支持。

西红柿温室内无线传感器网络2.4GHz信道传播特性

针对西红柿温室环境中无线传感器网络节点部署的要求及其应用环境的特性,以2.4 GHz为载波频率,研究了无线射频信号传播特性和通信距离、天线高度、传输路径等影响因素间的关系。结果表明,无线传感器网络信号在西红柿温室中的衰减符合对数模型;当天线高度固定时,接收信号强度随通信距离的增加总体呈递减趋势,丢包率随通信距离的增加总体呈递增趋势;西红柿温室中天线最宜部署在日光温室中央一列的位置,且西红柿顶部略高于它的位置为放置天线高度的首选,其次为西红柿顶部距地面1.5 m以上的部分,越接近西红柿顶部越好;在上述试验研究的基础上,建立了天线高度、通信距离和接收信号强度之间的关系模型,模型参数A与天线高度、衰减系数n与天线高度之间均呈二次多项式关系。验证试验结果表明:该模型可以较好地预测不同天线高度不同通信距离的接收信号强度,为西红柿温室无线传感器网络的部署提供技术支持。

一种新型2.4GHz频段加载贴片天线的设计

采用在贴片上开槽和加载的方法 ,设计了一种用于 2 .4GHz频段无线通信设备、内缩渐变线馈电的新型结构贴片天线。给出仿真设计的性能和多个天线样品的实测输入驻波比曲线和远区辐射特性图 ,详细研究分析了不同加载条件、不同辐射边尺寸对输入驻波比的影响。实测结果表明 ,该天线在 2 .4GHz频段上获得超过15 %的相对带宽 (VSWR <2 ) ,而且尺寸比相应频段的微带贴片天线更加微型化。

2.4GHz无线USB技术的开发与应用

分析USB协议和无线通信协议,针对2.4GHz无线USB设备的应用,在应用层上提出一种协议模型,使一个从属设备可以同时与多个主控设备进行通信。改进直接序列扩频机制和独立通信信道机制,减少通信过程中的干扰和冲突。利用Cypress CYRF6936和Freescale MC68HC908JW32芯片实现一个应用实例。

一种适用于2.4GHz无线语音的IFA天线设计

设计了一种用于2.4 GHz无线语音的IFA(Inverted-F Antenna)天线,该天线能够满足2.4 GHz频段无线语音传输对天线尺寸、价格和性能的要求。使用有限元法进行数值仿真和设计,该天线可达到较好的效果。该天线的仿真和实测结果表明,在2.46 GHz的中心工作频率下,回波损耗为19.9 dB,带宽约为500 MHz,满足了IEEE 802.15.4协议的要求。

基于2.4 GHz载频的“翼支付”安全认证研究

本文结合上海电信近期推出的2.4GHz"翼支付"手机刷卡试点业务,在研究中国电信现有通信网络、终端通信机制和安全认证协议的基础上,提出在现有通信系统上构建高安全、可管控、强认证的应用系统架构,以达到支付安全级别要求的体系结构,从而更好地支持上海电信手机刷卡应用系统的后续加载,并可作为目前复杂、多变的网络环境的支付安全模型,以期对2.4GHz手机刷卡支付应用的发展方向提供借鉴。

2.4GHzISM频段平面印刷T型单极子天线的研究与设计

研究用于2.4GHzISM频段共面波导馈电的T型单极子天线。在T型天线水平臂和垂直臂的长度和宽度的四种组合情况下,给出了输入驻波比带宽的变化曲线图,并分别设计了两个(1#和2#)天线,其结构简单紧凑,且不带底板,易于集成和平面印刷。实测结果表明:在2.4GHz频段上,1#和2#天线分别获得了12.24%和16.33%的相对带宽(VSWR≤2)。

基于2.4GHz与5GHz信号的WiFi指纹定位算法研究

为了减小2.4 GHz信号强度波动对无线定位的影响,在保证定位范围的前提下提高定位精度,通过分析2.4 GHz和5 GHz信号的传播特点,构建了基于2.4 GHz与5 GHz信号的Wi Fi指纹定位算法,该算法以加权平均的方式同时考虑2.4GHz与5 GHz信号。以深圳大学土木工程学院院馆作为实验场景,对算法进行了验证。实验结果表明,将2.4 GHz与5 GHz信号强度的方差倒数作为两者的稳定性系数是有效的;本定位算法比传统算法在定位精度和稳定性两个方面都有提高。

室外2.4GHz背腔式缝隙天线的设计

为了解决单极子天线不适合室外使用的问题,设计了一种适合无线终端使用的2.4GHz背腔式缝隙天线.借助数值模型结合具体设计,计算出了背腔深度的理论值,创新性的使用波导内电波传播模型分析了天线背腔深度对天线辐射的影响;利用基于有限元法的HFSS对影响天线性能的缝隙长度、背腔深度和馈电位置等参数进行了参数扫描,确定了天线的设计参数;根据仿真结果做出了实物,并进行了测试,实测与仿真结果吻合.实测结果表明：该天线在频段2.35~2.53GHz内,S11系数小于-10dB.相比普通单极子天线,设计的背腔式缝隙天线阻抗匹配性能更好,更适宜于室外环境.

麦田环境2.4GHz无线信道路径损耗建模方法分析

针对麦田环境无线传感器网络(WSN)应用需求,开展了4种无线信道路径损耗建模方法研究及适用性分析。首先利用WSN节点进行2.4 GHz无线信号的麦田实地测试,得到不同传播距离上的路径损耗变化趋势;然后分析了自由空间模型、双射线模型理论计算路径损耗与实测路径损耗差异,同时提出改进的双折线对数距离模型,并采用单折线和改进后的双折线对数距离模型对实测路径损耗运用最小二乘法进行回归分析建模。结果表明:自由空间模型和双射线模型所计算路径损耗与实测路径损耗存在较大差异,无法直接用于麦田环境路径损耗建模;单折线和改进后的双折线对数距离模型的回归分析拟合度分别为0.879和0.943,回归剩余标准差分别为3.242和2.229,均适用于麦田无线信道路径损耗建模,且改进后的双折线对数距离模型较单折线对数距离模型建模精度更高。

2.4GHz网络信道估计与识别

在2.4GHz网络中,由于wifi、zigbee和bluetooth这3种系统工作在同一频段,致使它们通信时会出现干扰.为区分出不同系统的信号,基于盲源分离理论,介绍了线性主成分方法(PCA)、递推最小二乘算法(RLS)和2.4GHz系统,推导了RLS型算法和信号识别公式,采用Matlab仿真,结合以前改进的RSL算法和信号识别方法,提出一种改进的RLS算法.经过分析,证明该改进的算法可以从混迭信号中有效地分离出各源信号,特别是使这3个系统的不同信号分离,确定每个信号的所属系统及所占信道.

2.4GHz无线网络共存技术研究进展

信息时代的众多网络应用需求孕育了多种多样的无线网络通信协议,蓬勃发展的物联网将众多无线网络协议纳入了一个共同的网络框架内.随着物联网系统的广泛应用,同一区域内,尤其在室内环境中,多种无线网络协议共存的情况越来越普遍.众多共存的无线网络协议不仅不能彼此分享数据信息,反而会对彼此造成干扰,影响通信效率.因此,无线网络协议共存技术近年来成为了工业界和学术界的研究热点.然而现在关于2.4GHz频段上的无线网络共存的综述研究或仅仅针对某2种协议间的共存,或缺少对最新技术的总结.因此,在重新梳理相关研究的基础上,介绍了共存问题的成因,分析了共存问题的影响,按照共存环境复杂性,回顾了现有工作提出的关键共存技术,包括同质干扰的避让、容忍和并发传输,异质干扰的检测、识别和异质干扰环境下的共存传输.最后,展望了物联网发展大环境下共存技术的发展趋势——更广泛的互联互通.

2.4GHz收发系统射频前端的ADS设计与仿真

针对无线移动通信环境中的应用,使用ADS软件设计了一种2.4 GHz收发系统的射频前端,射频前端中的关键模块均根据实际的集成射频模块的参数设计。使用ADS软件对设计的射频前端进行预算仿真、S参数仿真、大信号S参数仿真、谐波平衡仿真等。由仿真可以得出射频发送端的总增益为17.783 dB,效率为16%。接收端的灵敏度为-92.08 dBm,带宽为6 MHz。仿真结果表明,设计的射频前端符合实际的无线移动通信环境的要求。

一种应用于2.4 GHz的宽带差分微带滤波天线

设计了一款能够覆盖WLAN-2.4 GHz(2.412~2.484 GHz)的宽带差分微带滤波天线。该天线由位于顶层的矩形辐射贴片、位于中间层的地板以及位于底层的滤波网络构成。相较于传统的微带天线,在辐射贴片的两侧加载了矩形寄生单元,使得天线在保持剖面高度不变的前提下拓展了工作带宽。将地板放置在天线的辐射体与馈电网络中间可以有效降低辐射贴片对馈电网络的影响。天线的滤波特性通过在底层加载一个三阶平行耦合型微带带通滤波器来获得。仿真结果表明,该天线在工作频带内具有良好的辐射和滤波特性,其阻抗带宽为2.39~2.53 GHz,天线整体高度仅为0.027个中心频率波长,天线的峰值增益约为8.9 dBi。

Wi-Fi无线网络2.4GHz频率规划研究

近年来,Wi-Fi技术以其低成本、高速率的优点得到了迅速普及,在教育、金融、酒店以及零售业、制造业等各领域有了广泛的应用。Wi-Fi网络运行在2.4GHz开放频段上,可用频点数较少、干扰较大。需要进行合理的频率配置,以提高Wi-Fi网络覆盖质量,提升用户业务感知。

基于nRF24E1的嵌入式2.4GHz无线接入系统

介绍一款工作于2.4 GHz频段的无线射频收发模块nRF24E1的特点及其通信协议,着重介绍在嵌入式TCP/IP平台下,利用nRF24E1 进行点对多点的无线通信,提出一种无线接入的解决方案,实现嵌入式2.4 GHz无线接入系统的应用。

无线局域网中2.4GHz电波传播损耗研究

在进行一个无线局域网的总体规划和设计的过程中,必须考虑信号的覆盖范围,如何找到最佳位置,通过预测从发射点到接受点的电磁波的损耗值,可以进行规划设计,在实际应用时,进行实测修正.在不同的环境和距离中,对2.4GHZ的电波传播损耗进行大量的实测,最后给出一个用于无线网络设计的预测2.4GHZ电波损耗的经验公式.

2.4GHz DSSS收发器芯片组RFW302原理与应用

RFW302芯片组由RFW24、RFW488C、RFW488R三块芯片构成。该芯片组符合美国联邦通信委员会(FCC)(part 15.247)和欧洲电信标准协会(ETSI) (300 328)的技术规范;工作频率为2.4GHz,数据速率最高可达3.2Mb/s,输出功率达+0dBm (峰值),接收灵敏度为-77dBm,室内有效距离约20m。