無線傳感器網絡節(jié)點低功耗設計研究.pdf

1、無線傳感器網絡（WSNs）在信息通信學科領域中，屬于一個新興的研究方向。它將傳感器技術、無線通信技術、信號處理技術等多領域多學科的技術融合在一起。無線傳感器網絡技術將客觀世界的物理信號與信息世界中的邏輯信號有機的結合在一起，極大的促進了人與自然交互方式的變革。因此，無線傳感器網絡在人們的生活和工業(yè)生產的眾多領域中都有廣泛的應用，無線傳感器網絡技術的研究成為全世界的研究熱點。但是，無線傳感器網絡與傳統(tǒng)網絡相比，存在非常大的差異。無線傳感器

2、網絡通常使用電池來提供能量。電池能量的受限成為制約無線傳感器網絡廣泛應用的“瓶頸”。在眾多應用條件下，一旦電池沒電，整個無線傳感器網絡的性能將受到嚴重影響；所以降低傳感器網絡節(jié)點的功率消耗，延長無線傳感器網絡的連續(xù)工作時間，在無線傳感器網絡的設計中，備受人們的關注。
　　本文中針對無線傳感器網絡節(jié)點低功耗設計，延長無線傳感器網連續(xù)工作時間這一技術難題，提出了三方面的解決方案。首先，針對無線傳感器網絡節(jié)點中傳輸方式的選擇，本文對比了

3、OOFSK傳輸和FSK傳輸?shù)哪芎闹笜撕驼`碼率指標，同時給出了一種將兩種性能指標結合在一起的綜合能效指標形式。通過理論推導和實驗仿真可以看出，在低信噪比、低OOFSK調制占空比情況下，OOFSK傳輸具有優(yōu)勢。其次，本文將高效率 E類功率放大器引入到無線傳感器網絡節(jié)點中，介紹了E類功率放大器的基本工作原理和性能，并結合OOFSK調制信號和FSK調制信號，使用ADS和MATLAB聯(lián)合仿真，給出了E類功率放大器對兩種不同包絡信號誤碼率的影響。仿

4、真結果表明，E類功率放大器對衡包絡FSK調制信號影響很小，損失信噪比小于0.2dB，而對非衡包絡OOFSK調制信號影響較大，損失信噪比在1dB左右。最后本文針對電池的恢復效應作了簡要介紹，并結合OOFSK和FSK兩種信號的放電特性進行電池的放電實驗，實驗結果表明，電池連續(xù)工作時間隨放電占空比的減小而增加，50％是放電占空比的一個門限，放電占空比小于這個門限時，再繼續(xù)減小放電占空比，對電池恢復效應的影響不大。這個結果對于低功耗無線傳感器網