短距離無線通訊中傳播特性理論研究及相關(guān)關(guān)鍵技術(shù).pdf

1、短距離無線通信以無線個(gè)域(Wireless Personal Area，WPA)應(yīng)用為核心特征。隨著RFID技術(shù)、ZigBee技術(shù)、藍(lán)牙V3.0技術(shù)以及60 GHz毫米波通信等低、高速無線應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展，短距離無線通信正深入到通訊應(yīng)用的各個(gè)領(lǐng)域，表現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。
　　 短距離無線通信具有高速率大容量、低速率高可靠性以及低功耗、低成本等特點(diǎn)，這使得電源管理技術(shù)、鏈路預(yù)算技術(shù)、以及多徑時(shí)延分析等相關(guān)技術(shù)成為優(yōu)化低、高速短距離無

2、線通信性能，降低短距離無線通信成本，提高短距離無線通信質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)。決定這些關(guān)鍵技術(shù)的因素很多，其中無線傳輸信道作為電波傳播的路徑對(duì)無線通信技術(shù)性能的影響至關(guān)重要。對(duì)于工作距離在毫米級(jí)到千米級(jí)的短距離無線應(yīng)用而言，雖然無線電波仍是經(jīng)由無線傳輸信道，通過反射、衍射和散射等傳播機(jī)制到達(dá)接收端，但是由于傳輸距離和應(yīng)用環(huán)境的限制，短距離無線應(yīng)用更容易受到多種實(shí)際環(huán)境因素的影響。此外，由于短距離無線收發(fā)端的機(jī)動(dòng)特性，無線信道不僅具有隨機(jī)性，還呈

3、現(xiàn)出時(shí)變性，體現(xiàn)出短距離無線傳輸信道的復(fù)雜性。如何正確描述短距離無線傳輸信道，建立高效的短距離無線傳輸信道模型，準(zhǔn)確提取短距離無線傳輸信道參數(shù)，并針對(duì)具體的短距離無線技術(shù)應(yīng)用，基于短距離傳輸信道模型解決電源管理，鏈路預(yù)算等相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)中的問題是本文工作的意義所在。
　　 圍繞上述研究目的，本文系統(tǒng)而深入的研究了以下內(nèi)容:
　　 第一、通過對(duì)無線傳輸信道的描述，以及短距離窄帶信道和寬帶信道的理論研究，系統(tǒng)地分析了短距離無線

4、傳輸信道測(cè)試建模和參數(shù)提取理論。深入研究和比較了短距離無線信道時(shí)域和頻域測(cè)試建模技術(shù)。重點(diǎn)分析了適合短距離無線傳輸信道的頻域測(cè)試建模技術(shù)，并詳細(xì)分析和總結(jié)了頻域測(cè)試建模系統(tǒng)的原理、設(shè)置以及后處理過程等關(guān)鍵技術(shù)。
　　 第二、針對(duì)短距離無線應(yīng)用工作的射頻微波2.4 GHz和5.8 GHz ISM頻段進(jìn)行了短距離無線傳輸信道頻域測(cè)試建模。通過建模后處理過程及統(tǒng)計(jì)分析過程提取了短距離無線傳輸信道模型參數(shù)，建立了適合描述射頻微波頻段短距

5、離無線傳輸信道的信道模型，完成了分析研究射頻微波頻段短距離無線電波傳播相關(guān)技術(shù)的必要步驟。
　　 第三、通過對(duì)射頻微波頻段短距離無線傳輸信道模型的分析，提出了一種基于短距離視距傳輸信道的電源管理算法。將無線傳輸信道模型參數(shù)和射頻通信模塊本身特性相結(jié)合進(jìn)行雙向動(dòng)態(tài)功率調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)電源管理。完成電源管理算法的軟硬件實(shí)現(xiàn)，并通過理論分析和測(cè)試，驗(yàn)證了電源管理算法的性能。
　　 第四、通過對(duì)射頻微波頻段短距離無線傳輸信道模型的

6、分析，針對(duì)無源微波RFID技術(shù)的特點(diǎn)，提出一種基于內(nèi)部連續(xù)反射模型的RFID標(biāo)簽距離的計(jì)算算法。對(duì)附著在被識(shí)別物體表面的標(biāo)簽應(yīng)用，特別是當(dāng)識(shí)別物體材料厚度與波長可比擬時(shí)，推導(dǎo)了射頻識(shí)別物體材料反射系數(shù)與標(biāo)簽距離之間的關(guān)系，并通過物理有限元模型對(duì)算法進(jìn)行了仿真及分析比較。
　　 第五、通過對(duì)IEEE802.15 TG3c60 GHz無線個(gè)域應(yīng)用的研究，提出了適用于60 GHz桌面短距離無線傳輸信道模型。推導(dǎo)了隨收發(fā)端距離變化的反射