无线传感器网络室外信道建模-中国科学院深圳先进技术研究院.PDF

无线传感器网络室外信道建模 无线传感器网络室外信道建模 吕婧　黄晓霞 摘 要  无线传感器网络是由大量具有特定功能的传感器节点通过自组织的无线通信方式，相互传递信息，协同地完成特 定功能的智能专用网络。本文从无线传感器网络的布设方式和网络实际应用的角度出发，建立对应的室外信道模型，模拟 无线传感器网络的工作环境，进行无线传输系统的研究，改进调制解调和各种抗衰落技术，对更好进行无线传感器网络物 理层和MAC层的研究有着重要意义。 关键词  无线传感器网络；信道模型；室外传播键词  功率放大器；线性化；数字预失真 1 引言 无线传感器网络(WSN)是一个全新的科学研究方 要因素，以建立简化的信道传输模型。 向，它是一种短距离、低速率无线网络技术，它在工 (2)现场实测方法，即对各种典型传播环境中进 业控制，交通监控，仓储物流，环境和构筑物监测、 行发射和接受的实验，现场记录下接收信号的各种数 抢险救灾以及军事等多个方面有着广泛的应用前景。 据。实测后，用计算机对大量数据进行统计分析，寻 WSN网络大部分工作是以自组织的方式完成 找出反映传输特性的各种参数的统计特性。再根据数 的，基本不需要人的干预。主要研究是追求低功耗的 据分析的结果，建立传播信道的统计模型来进行传播 自组织网络设计。其网络拓扑结构是静态的。 预测。这种方法又称为冲击响应法。 无线信道是移动通信的传输媒体，所有的信息都 任何信道模型都是基于测量数据的。对于统计 在这个信道上传输。信道性能的好坏直接决定着通信 信道模型，要通过大量的测试活动来获取参数值，而 的质量，因此要想在比较有限的频谱资源上尽可能地 对于确定性模型，则必须通过理论数据与实际测量数 高质量、大容量传输有用的信息就需要十分清楚地了 据的比较来检验预测质量。理论分析和实测统计不是 解信道的特性。然后根据信道的特性采取一系列的抗 对立的，而是相互联系、互为补充的。理论预测模型 干扰和抗衰落措施，来保证传输质量和传输的容量方 的正确性多用实测数据来证实，而现场实测的规划、 面的要求。 数据统计和实测结果分析则是在传输理论指导下进行 根据无线传感器网络的布设方式和网络实际应 的。 用的角度，主要可分为室内、城市、森林、山丘、荒 由于无线传感器网络中，传感器节点的能量、计 漠、月球表面等典型、特殊应用环境，建立对应的室 [1] 算能力和存储容量都有限，从图1 可知，大部分的 内、室外信道模型对于模拟无线传感器网络的工作环 能量消耗在无线通信模块。 境，为后续开展无线传输系统的研究，以及调制解调 技术、各种抗衰落技术等无线传输技术的开发提供良 好的前提保证。 在对无线电波传播环境进行研究的过程中，基本 研究方法有： (1)理论分析方法，即用电磁波传播理论预测路 径损耗。可采用射线跟踪法，即用射线表示电磁波束 的传播，在确定收发天线位置及周围建筑物等环境特