跨平臺無線網(wǎng)絡(luò)中信號強(qiáng)度感知的方法與研究.pdf

1、人類社會的發(fā)展,信息的流動越來越便捷。作為信息流動的技術(shù)手段,無線通信技術(shù)的發(fā)展在其中扮演了重要的角色。這也帶來了多種無線技術(shù)的發(fā)展與共存的現(xiàn)狀,比如說GSM,GPRS,EDGE,WiMAX, WiFi,Bluetooth,ZigBee等等。在日常生活中,越來越多場合會遇到多種無線技術(shù)共存于同一個(gè)物理空間中的情況。比如一個(gè)用戶可能會在咖啡館利用WiFi技術(shù)上網(wǎng),與此同時(shí)會利用藍(lán)牙無線耳機(jī)連接手機(jī),通過GSM網(wǎng)絡(luò)打電話。在這里就有三種無線

2、技術(shù)同時(shí)被用到,也就是說三種跨平臺的無線信號共存于同一空間中。
　　由于許多無線技術(shù)都工作在ISM(Industrial Scientific Medical)頻段上,在實(shí)際工作中它們會對彼此造成干擾。比如藍(lán)牙耳機(jī)和WiFi網(wǎng)絡(luò)之間會發(fā)生信號沖突。隨著無線通信技術(shù)的普及,不同類別的無線信號共存并發(fā)生沖突的現(xiàn)象越來越普遍。這雖然影響了網(wǎng)絡(luò)性能,但同時(shí)也帶來了利用不同無線技術(shù)的協(xié)同合作來完成特定功能的潛力。
　　這篇文章以WiF

3、i和ZigBee為例子,研究了無線跨平臺網(wǎng)絡(luò)之間的沖突問題,同時(shí)提出利用多種無線技術(shù)協(xié)同合作來實(shí)現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)中信號強(qiáng)度感知的機(jī)制以及由此衍生出的兩個(gè)應(yīng)用。
　　第一個(gè)應(yīng)用是利用無線設(shè)備實(shí)時(shí)地感知不同來源的無線信號的強(qiáng)度。這個(gè)場景里,假設(shè)環(huán)境中會存在數(shù)量不等的WiFi設(shè)備和ZigBee設(shè)備,每個(gè)設(shè)備發(fā)出不同的信號在空氣中傳播,并隨距離變遠(yuǎn)而衰弱。而跨平臺的無線設(shè)備之間不能彼此解讀對方的信號內(nèi)容,但是可以感知其信號的強(qiáng)度。這個(gè)問題存在幾

4、個(gè)難點(diǎn)。其一在于ZigBee設(shè)備不能解讀WiFi信號,反之亦然。比如說,當(dāng)環(huán)境中存在某個(gè)WiFi信號時(shí),ZigBee設(shè)備并不能解讀出這些信號的內(nèi)容,只能偵測出信道中信號強(qiáng)度的變化。同時(shí)多個(gè)WiFi設(shè)備所發(fā)出來的數(shù)據(jù)包會混在一起,對于ZigBee網(wǎng)絡(luò)來說,要辨別出不同WiFi設(shè)備的信號是十分困難的。其二在于ZigBee結(jié)點(diǎn)所擁有的資源,計(jì)算能力,儲存空間,攜帶的電池電量都是很有限的,所以ZigBee結(jié)點(diǎn)上不能進(jìn)行過于復(fù)雜的操作和計(jì)算。其三

5、在于ZigBee網(wǎng)絡(luò)上沒辦法實(shí)現(xiàn)高精度的同步操作,同時(shí)ZigBee結(jié)點(diǎn)上硬件的時(shí)間是有一定時(shí)鐘偏移(Clock Drift)。
　　這篇文章引入了一個(gè)基于網(wǎng)關(guān)的機(jī)制來解決這些難點(diǎn),提出一個(gè)輕量型的算法用于辨別不同的設(shè)備對應(yīng)的信號強(qiáng)度。其基本思想是每個(gè)結(jié)點(diǎn)先采集得到環(huán)境中混雜的信號強(qiáng)度序列,然后在其中搜索對應(yīng)特定設(shè)備的子序列。這篇文章利用最優(yōu)化等數(shù)學(xué)工具來解決這些時(shí)鐘不同步與偏移等問題。
　　第二個(gè)應(yīng)用是利用感知信號強(qiáng)度來區(qū)分