面向WiFi与ZigBee的抗干扰跨协议通信技术研究

来源 :西北大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wff0301
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
物联网(Internet of Things,IoT)应用的激增,加快了万物互联互通的进程,同时也带来了不同无线通信协议(如WiFi,ZigBee,蓝牙)设备互相通信的需求。传统方法是部署中间网关,在不同协议之间充当转发翻译的角色,但来自不同供应商的网关和无线设备间面临着兼容和成本等问题。而最新研究热点跨协议通信(Cross-technology Communication,CTC)技术可以实现执行不同协议的异构设备之间的直接通信。现有的CTC技术按照工作层面可以分为两大类:包层面CTC和比特层面CTC,它们都可以实现跨协议通信,但是在有多个无线设备工作的场景下受共存干扰影响性能受限。本文的创新点和具体研究内容包括:1.针对现有的包层面CTC在多设备共存环境下性能不稳定的问题,本文基于伪随机序列设计了一种新颖的抗干扰的包层面跨协议通信技术PRComm,可在干扰严重的室内环境中实现WiFi和ZigBee之间的低成本可靠直接通信。PRComm基于伪随机序列编码来完成异构设备之间的信息传输和同步,同时设计了一种动态同步解码策略,该技术能够处理同一物理空间下工作的多个无线设备之间的共存干扰问题。本文在商用设备(Intel 5300 WiFi NIC和Mica Z CC2420)上实现了PRComm系统,并在三种不同程度干扰的典型真实应用场景下评估了系统性能,实验结果表明,PRComm在信道占用率高达50%时,可靠性仍可以达到84%。2.针对现有的比特层面CTC在干扰环境下性能受限的问题,本文通过序列选择和边界翻转模块在WiFi中实现了对ZigBee底层调制中时域波形的模拟,并针对这种模拟信号在干扰环境下的失真与偏移,设计了Zig-CNN算法,从而在接收端能够更好的识别信号的特征,实现正确的解码。本文首先在MATLAB中仿真实现了MLComm系统,并在不同信干比下对MLComm各模块工作性能进行评估,当信干比低至1d Im时解码准确率为98.72%。最终将MLComm部署在USRP上,实验结果表明,在真实的干扰环境中MLComm解码准确率仍可以达到88%。
其他文献
密码学在人类发展过程中一直处于非常重要的地位。从古典密码学中的恺撒密码和反切码等密码方法,到现代密码学中的非对称RSA算法,密码学在日常生活中的应用也越来越广泛,并渗入到经济、军事等各个领域,给国家和人民的生活带来了极高的安全保障。然而,经典密码学基本上都基于数学难题的计算复杂度,无法给出不可破解的安全证明。并且,在量子算法和量子计算机的深入研究下,经典密码学面临着极大的威胁。于是,提出了安全性更
物联网技术靠海量节点感知物理世界,提高人民生活水平,同时使自然环境和人文遗迹得到更好的保护。但数以万计节点同时工作需要消耗巨大的能量,限制了物联网的进一步发展和广泛部署。低功耗广域物联网LPWAN(Low-power Wide-Area Network,LPWAN)技术因具有低功耗,远距离,广覆盖的优势,受到越来越多的瞩目。其中LoRaWAN网络更是因其优越的远距离传输性能和开放性备受推崇。近年来
稀土离子掺杂荧光材料具有高效率、易合成、低成本和稳定性高等优势,被广泛应用于LED白光照明。寻找新型的荧光材料以获得最接近太阳光的白光是现如今研究的主要目标。传统的研究方法是基于大量的实验,在时间和成本上存在很大缺陷。另外,实验也很难对许多现象从底层的物理机制出发给出很好的解释。例如,掺杂浓度对晶体结构和发光性能的影响非常复杂,发射带和发光中心很难确定,能量传递机制无法解释等等。本文从第一性原理计
一些激光束在受到障碍物的影响后,由于光束本身的性质,在后续的传播中障碍物对光束的影响会逐渐减小甚至于消失,学界将光束所具有的这种性质称为自修复特性。经过三十多年的发展,关于光束自修复特性的研究已经成为了激光光场调控、传输及应用这个专题的一个热点,许多学者都对自修复特性的研究作出了贡献。目前,有关光束自修复特性的研究成果已经被成功地应用在了光镊、显微镜、无线光通信等领域。可以预见,激光束自修复特性的
量子信息是一门由量子力学与信息学交叉产生的新兴学科,量子通信是量子信息的一个重要内容,量子通信借助量子态进行经典信息的传递,由于量子态的量子特性,量子通信的安全性与通信效率相比于经典通信得到了很大的提高。量子隐形传态与量子密钥分发是量子通信的两大关键技术,量子隐形传态利用量子信道与经典信道完成未知量子态的传输,具有安全高效的应用价值;而量子密钥分发借助量子态进行密钥分发,具有理论上的无条件安全性,
光纤激光器具有光束质量好、价格低廉、结构简单和转换效率高等优点,因此被广泛应用于精密机械加工、生物显微镜、医用手术设备、光纤通信、激光雷达等领域。在光纤激光器中损耗元件可以用来调制质量因子或者维持稳定模式锁定从而实现调Q和锁模。近年来,新型光学可饱和吸收体的出现促进了光纤激光器的发展,与采用有源调制器的方法相比,新型二维材料可饱和吸收体以其波长无关性、高散热性和高损伤阈值等特点引起了广大研究者的兴
情绪识别作为脑机接口研究热点,在心理健康、生物医疗、艺术评测等众多领域扮演越来越重要的角色。相比于以往基于面部表情的情绪识别而言,基于脑电信号的情绪实验研究不仅能够克服面部表情特征不明显、人为隐藏情绪做出错误的面部表情造成的错误识别,而且能够借助深度学习方法深层挖掘深层特征,高度识别复杂情绪。然而,EEG信号存在频段复杂多样、噪声干扰强、非平衡性等特点,在基于脑电信号的深度学习方法进行情绪识别时如
随着工业大功率激光器及其辅助设备的实用化,将先进激光技术与各类大型设备的零部件表面强化与改性技术升级紧密结合起来,激光金属材料表面热处理技术作为金属材料表面强化和改性最有效的手段之一,成为了国内外研究的热点。而光纤传输横截面为矩形的激光光束不仅可以有效提高激光热处理的效率,而且能够在狭小的零部件内部实施柔性激光热处理。高功率激光系统中的光学透镜因吸收高能量密度激光能量而在其内部产生较大温度梯度时,
量子信息技术是21世纪人类科学研究的前沿之一,是量子密钥、量子隐形传态等量子通信领域的核心技术,在未来计算机、随机数产生、量子计算、量子存储等领域有着广阔的应用前景。目前,中国科学技术大学潘建伟院士领导的科研团队在量子密钥、量子隐形传态等方面取得了瞩目的成就。量子信息技术的应用研究离不开高质量的单光子源。本论文主要研究了具有可扩展性与高发展潜力的半导体In As量子点单光子源,其中包括采用III-
光纤激光器由于体积小巧、输出光束质量高、峰值功率高、脉宽窄等光学性能,被广泛应用在光纤通信、高性能光传感、高精度光谱分析、激光加工、激光医疗等多个领域中。在光纤通信领域,掺铒光纤激光器的输出激光波段基本覆盖了光通信中的C波段(1530-1565 nm)和L波段(1565-1610 nm),全光纤结构的特点使得光纤激光器在光通信系统中具有兼容性好、耦合效率高的优良特性,因此掺铒光纤激光器在光纤通信方