【摘 要】
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无线传感器网络(Wireless Sensor Networks, WSN)通过各类集成化微型传感器实时监测、感知和采集各种环境或监测对象的信息,并以自组织网络方式传送到监控终端。协作分集技术
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无线传感器网络(Wireless Sensor Networks, WSN)通过各类集成化微型传感器实时监测、感知和采集各种环境或监测对象的信息,并以自组织网络方式传送到监控终端。协作分集技术使得具有单根天线的通信终端可以共享彼此的天线而形成一个虚拟MIMO (Multi Input Multi Output)系统,解决了通信终端受尺寸和硬件复杂度的限制难以实现多天线的问题,因而逐渐引起人们的关注。本文将协作分集应用到WSN中,使多个单天线节点可以共享彼此的天线实现空域分集,能够有效提高系统的传输可靠性,降低WSN的整体能耗。而在WSN中,为了能充分利用有限的功率来更好地传输自己及伙伴的信息,功率分配问题尤为重要。本文针对此问题提出了一种改进的功率分配方案,联合Alamouti空时编码和协作分集技术,提出一种在总功率受限时的最优功率分配方法。论文首先阐述了空时分集技术的基本原理,并着重介绍了Alamouti双节点发送分集方案及编码规则。MATLAB仿真结果表明空时分集技术能够实现分集增益。随后,以放大前向和解码前向协议为基础,联合Alamouti空时分组编码,提出了一种最优的功率分配方案,讨论了在总功率受限情况下两用户的功率分配方案。仿真结果表明,在总功率受限情况下,当源节点和协作节点能正确解码对方第一时隙的数据时,采用最优的功率分配可以降低系统的误码率。这也就是说,在相同误码率要求时,采用功率分配后的节点消耗的能量较少。最后,讨论了采用协作分集的无线传感器网络在煤矿安全监测和人员定位方面的应用。
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