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随着信息技术的发展,物联网(Internetofthings)逐步成为继计算机、互联网之后,在全球范围内掀起的第三次信息技术浪潮。基于传统互联网技术基础之上的物联网,其远期发展将可以实现从人与人、人与物到物与物之间的信息交换。本文以物联网的底层传输技术和感知技术为驱动,以传输技术方面的超宽带(UWB,ultra-wideband)和无线传感器网络(WSN,wirelesssensornetwork)为出发点,对基于调频差分混沌移位键控(FM-DCSK,frequency-modulateddifferentialchaosshiftkeying)调制的UWB系统的定时同步和WSN的时间同步进行研究;以感知技术的主要对象射频识别(RFID,radiofrequencyidentification)为出发点,研究如何通过引入多天线来提高无源超高频(UHF,ultra-highfrequency)RFID系统的读写距离、数据传输性能以及吞吐率。主要贡献包括以下几个方面: (1)针对FM-DCSKUWB通信系统,提出了一种基于训练序列的定时同步算法。该算法利用了系统中混沌信号自相关性强、互相关性弱这一性质。仿真结果表明:基于提出的同步算法,FM-DCSKUWB通信系统的误码率(BER,biterrorrate)性能非常接近于完美同步时的系统性能。提出的算法与传统的算法相比,具有同步速度快和计算复杂度低的优点。 (2)理论地分析了定时同步误差对FM-DCSKUWB系统BER的影响。以完美定时的系统BER为性能界,将定时误差分为早定时误差和晚定时误差,证明了晚定时误差将导致比早定时误差更大的BER性能损失,仿真结果很好地验证了理论分析。 (3)针对无线传感器网络,提出一种基于脉冲耦合振荡器(PCO,pulsecoupledoscillator)模型的能量有效(energyefficient)的时间同步算法。为了节省传感器节点的能量,在经典的PCO模型的基础上引入休眠一唤醒(sleep-wake)机制,即让传感器节点在每个时钟周期的某段时间里处于休眠状态而在剩余时间里处于唤醒状态。将提出的休眠一唤醒机制首先在瞬时耦合的情形下进行考察,结果表明休眠—唤醒机制比原始的全醒机制有更快的同步速度和更少的能量消耗。其次,将提出的休眠—唤醒机制扩展至具有多径时延的环境下,发现系统在多径环境下可以达到稳定的同步。最后,通过对节点电池的电量进行建模,将休眠—唤醒机制推广到具有能量收集功能的无线传感器网络。 (4)研究了读卡器采用多天线、标签采用单天线配置的无源UHFRFID系统。在多天线架构下,研究了读卡器的读写距离、系统的数据传输性能、标签数量估计以及吞吐率。仿真结果表明,在提出的多天线配置下,系统的读写距离得到了明显的提高。针对多天线架构,提出了一种盲自适应波束成形算法,该算法在不需要信道估计的情况下得到了与最佳波束成形算法(需完美的信道估计)相近的误包率(PER,packeterrorrate)性能。提出了一种标签数量估计算法,该算法能够准确的估计标签的数量,从而提升了系统的吞吐率。