基于转发节点的无线体域网动态信道研究

无线体域网(wireless body area network,WBAN)的信道特性对于传输速率、传输质量以及连接鲁棒性有很大影响.当前的研究主要是假设人体处于理想状态(静止状态)时的信道特性,这与实际情况中的动态信道不相符合,理想状态下的信道特性也不能反映人体真实的信道特性.为了使WBAN的研究能够更好地应用于实践,建立了步行和跑步两态三维成年男性的人体动态模型,在人体不同部位部署传感器节点模拟无线信道,并在适当部位引入转发节点,在2.4 GHz时计算对比不加转发节点和加入转发节点对动态信道特性的影响.仿真结果显示,人体姿势变化对无线信道特性有很大影响,姿势变化幅度越大对信道特性的影响越大;基于转发节点的信道路径损耗要小于未进行转发的信道路径损耗,合理部署转发节点的位置能极大改善人体处于动态环境下的信道特性,提高通信可靠性.     

基于枝节谐振器的体域网超宽带陷波天线优化设计

为满足无线体域网(wireless body area network,WBAN)应用中对超宽带天线的陷波要求,采用在槽孔型的辐射贴片上添加十字型枝节谐振器的方法优化设计了一款超宽带陷波天线.天线使用共面波导方式馈电,使天线获得较宽的带宽.通过嵌入十字型枝节谐振器调谐天线的阻抗,实现陷波特性.通过仿真分析确定谐振器横、竖枝节的尺寸范围.利用量子进化算法对谐振器的横、竖尺寸进行优化,获取使天线的陷波频带达到最佳要求的谐振器尺寸参数.根据优化结果制作实物天线,天线的带宽为3.4-9.9 GHz,陷波频段为5.2-5.8 GHz.由天线回波损耗及方向图的仿真和测试结果表明,该优化设计方法是有效的.     

FM-DCSK超宽带系统设计及其多径信道性能分析

针对现有超宽带混沌系统使用的混沌信号频谱不够平坦、不具有恒定比特能量和多址通信困难的问题,提出了频谱平坦、带宽超过1GHz、两级级联的Colpitts振荡超宽带混沌信号产生电路;构建了相应的调频差分混沌键控（FM—DCSK）超宽带系统;并从理论上分析了在多径信道下系统误码率的解析式。结果表明,该系统具有恒定比特能量,不需信道估计,接收端可以有效地获得多径分量能量同时避免码内和码间干扰。系统通过频分方式可以方便实现频分多址通信。     

基于无线体域网应用的超宽带天线性能分析

无线体域网（wBAN]是近年来迅速发展的一个交叉技术领域,同短距离无线通信技术密切相关。本文以超宽带无线通信技术为基础,通过建立人体电参数模型,定性分析微型超宽带天线在WBAN中的参数特性,为超宽带技术在WBAN中的应用提供依据。     

多径信道下非相干FM-DCSK系统的性能分析

采用高斯近似的方法对非相干调频-差分混沌键控(FM-DCSK)调制系统进行了深入研究，论证了多径信道下该系统对多径干扰的抑制特性。论证结果表明，FM-DCSK系统对于延迟小于码元周期一半的多径干扰能很好的抑制，并推导了多径延迟小于码元周期一半的多径信道下该系统接收端的误码率公式。计算机仿真实验结果验证了该系统高斯近似的理论分析性能与仿真性能的一致性，并验证了多径延迟小于码元周期一半的情况下该系统能获得优越的误码性能。     

基于单载波超宽带的高速异构无线体域网

随着老龄化社会的临近,无线个人医疗网络被认为是解决医疗资源短缺与老龄化人口增多矛盾的关键,因而无线体域网日益受到关注。传统的无线体域网面向低速率的传感器需求,无法满足多个传感器同时监测需要的不同速率和低功耗要求。该文以超宽带技术为基础构建无线体域网。通过采用ZIGBEE技术与超宽带技术相结合,该网络能够满足多节点、低功耗、低延时、高速的要求。分析和实测结果表明:该无线体域网能够满足10个节点以上同时使用,传输延迟小于100ms,单节点功耗小于10mW。     

超宽带体域网信道测量及传输特性分析

随着通信技术的发展,高速的近距离超宽带无线体域网受到越来越多的重视。该文采用基于频域的无线信道测量平台,对3～5GHz频率范围的人体范围无线宽带信道进行测量,其中测量环境分为办公室和静室环境,人体模型包括3种不同体型;获得的测量数据通过统计建模,得到了路径损耗模型和功率群延迟模型。对标准模型与本文模型的仿真结果进行比较表明:该模型在平均附加时延、均方根时延扩展、峰值20dB内多径数目等方面更加符合实测数据。     

基于中继协作的无线体域网能效性能分析

从考察中继协作技术对无线体域网能效性能影响出发,比较分析了典型的无线体域网用户间直接传输、单中继协作、多中继协作3种传输方式下的中断概率,以及基于中断概率约束的最小功率消耗问题.进一步分析启动和接收功率消耗、服务质量、中继位置等主要参数对系统能效的影响,从而实现无线体域网中不同用户按具体业务需求选择合适传输方式.     

增强型调频差分混沌键控通信系统性能分析

混沌通信具有硬件实现低复杂度、低功耗和抗多径等特性,成为低速超宽带通信和无线传感网的候选方案.在各种混沌通信方案中,调频差分混沌键控因采用易于实现的非相干解调成为了研究的热点.本文提出一种新的增强型调频差分混沌键控通信系统,对每比特采样点数、每符号比特数和信号占空比对于系统性能的影响进行了分析,通过仿真证明了理论分析的正确性.     

基于UWB技术的高速无线个域网MAC协议研究

介绍了基于UWB技术的高速无线个域网和IEEE802.15系列标准.讨论了高速无线个域网MAC协议的研究现状,并结合UWB技术提出了IEEE 803.15.3 MAC协议的可能改进方法,分析了目前改进方案的研究热点.     

不同混沌调制方式在基于超宽带系统的体内信道下的性能表现

混沌调制（differential chaos shift keying,DCSK）技术应用于超宽带（ultra wideband,UWB）短距离传输系统具有潜在的优势。提出了分别基于多元 DCSK（M-ary DCSK,M-DCSK）、调频 DCSK（frequency modulation-DCSK, FM-DCSK）和 QCS-DCSK（quadrature code shifted-DCSK）的超宽带无线体内传输系统,分析了提出的基于最新几种混沌调制的超宽带体内传输系统的 BER（bit error ratio）性能,对影响基于混沌调制的超宽带体内传输系统性能的参数积分时间和保护间隔做了理论研究和仿真分析。通过设置不同的扩频因子,在体内信道下 QCS-DCSK 相比 M-DCSK 及 FM-DCSK 能够确保更好的传输质量,且功率损耗更低。在给定扩频因子β和信号持续时间 Tc 时,存在能使 QCS-DCSK 系统性能达到最优的保护间隔。在设定扩频因子β、信号持续时间 Tc 和保护间隔 Tg 时,存在能够使FM-DCSK 系统性能达到最优的积分间隔。     

超宽带车辆无线网络两跳中继接入研究

为了提高车辆无线网络的系统性能,引入了脉冲超宽带(IR-UWB)无线技术并研究了链路两跳中继接入条件.由于IR-UWB功率受限,通过分析给出数据链路中继接入条件,提出了低计算复杂度的多链路两跳数据链路中继节点分配算法(DLRA),提高了数据链路传输速率;针对IR-UWB车辆链路,采用两跳单中继获得分集增益,同时实现低开销中继接入.对IR-UWB网络并行链路中继接入进行了仿真,仿真结果表明:IR-UWB车辆链路在实行两跳中继接入后,在仿真场学中总体数据传输速率提高了60.6％,改善明显.     

BAN前置处理电路的参考电压源设计

基于华润上华0.5 μm混合信号标准CMOS工艺设计了一种适用于人体局域网(human body area network,BAN)前置处理电路的高性能参考电压源.通过采用正温度系数电阻与负温度系数电阻的温度互补技术,参考电压源获得非常低的温漂特性;通过采用前调整器技术,有效地提高了参考电压源输出电压的电源抑制比.仿真结果显示,在室温及4V电源电压条件下,参考电压源获得了1.3123 V的输出参考电压;当温度在-20-120℃变化时,参考电压源输出电压的温度系数仅为6.0 ppm/℃;当电源电压从3.5V变化到6V时,参考电压源的输出电压在1.312 325-1.312 365 V变化,其变化量仅为40 μV;参考电压源在1 kHz,10 kHz,100 kHz及1 MHz频率处分别获得-98.9 dB,-97.1 dB,-81.7 dB及-57.4 dB的电源抑制比.     

基于Rabin数字签名的非对称无线局域网认证方案

在基于IEEE802.1x的无线局域网中,所有站点只能和接入点直接通信,从而导致无线局域网的吞吐率较低,接入点运算负荷过大。针对这一问题,文章提出将改进的消息可恢复Rabin-PSS概率签名算法和El-Gamal签名算法相结合,采用非对称认证的方式进行无线局域网接入认证,减轻接入点的运算负荷。同时,Rabin-PSS概率签名算法具有消息可恢复功能,可节省通信的带宽。     

对无线局域网安全技术的探索

为了保证安全通信，无线局域网中应采取必要的安全技术．文章分析了实施无线局域网安全的必要性和影响无线局域网安全因素并提出进行解决无线局域网安全的必要性，分别提出了以下几种解决安全技术的方法．VPN技术的应用、采用身份验证、IP与MAC地址捆绑、安全检查和其他建议等来解决当前无线局域网所面临的安全威胁．     

面向农村基层的医疗云系统设计与实现

提出了一种基于无线体域网(WBAN)和云计算的农村基层医疗云系统,提供了农村基层医疗滞后问题的解决途径。系统以智能医疗终端+综合性医疗云服务平台为架构,基于WBAN和智能硬件技术,设计了低成本、通用化、可动态扩展的智能医疗终端;基于实时医疗数据融合和压缩感知算法,实现了面向低速网络的可靠数据传输;基于多级医疗资源整合、多模态医疗服务共享、高并发高可用医疗服务能力支撑机制,构建了以基层群众为核心的医疗云服务平台。与当前主流医疗云系统的对比结果表明,该系统可提升基层医疗的检测水平和服务能力,有助于建立面向农村基层的新型互联网医疗模式。