無線傳感器網(wǎng)絡中基于V-BLAST的虛擬MIMO通信研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡是一門新興的技術(shù)，其綜合了傳感器技術(shù)、嵌入式計算技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)和無線通信技術(shù)，來實現(xiàn)對分布區(qū)域內(nèi)各種環(huán)境或監(jiān)測對象的信息進行協(xié)作地實時監(jiān)測、感知和采集。無線傳感器網(wǎng)絡一般都部署在環(huán)境復雜的地區(qū)，傳感器攜帶的電池難以被替換，因此一旦傳感器節(jié)點的電源耗盡會直接影響到整個網(wǎng)絡功能的實現(xiàn)。所以針對此種能量受限型網(wǎng)絡，能量的有效性成了首要問題。保證傳感器網(wǎng)絡中各個節(jié)點能量的高效使用，延長整個網(wǎng)絡的壽命，是傳感器網(wǎng)絡需要考慮

2、的重要方面。把新一代移動通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)多入多出(MIMO)技術(shù)應用到傳感器網(wǎng)絡中，形成虛擬多入多出(VMIMO)的通信系統(tǒng)，比傳統(tǒng)的單入單出(SISO)的通信模型具有更好的能量有效性?？諘r編碼中的Alamouti碼因其編碼和譯碼非常簡單，所以在能量受限的傳感器網(wǎng)絡得到廣泛的應用。但由于Alamouti碼需要在傳感器的發(fā)射端進行傳感器節(jié)點的聯(lián)合編碼合作通信過程，需要消耗一定的能量，因此更簡單的基于V-BLAST虛擬MIMO傳感器網(wǎng)絡通

3、信系統(tǒng)模型在能量有效性方面的優(yōu)勢就顯現(xiàn)出來。本文就是在V-BLAST模型的基礎上，在接收端引入了MMSE-OSIC算法，來節(jié)省整個傳感器網(wǎng)絡的能量消耗。論文的主要研究工作如下： 1、回顧了無線傳感器網(wǎng)絡發(fā)展的歷史，同時對整個無線傳感器網(wǎng)絡進行了介紹和概括，研究和分析了無線傳感器網(wǎng)絡的目前的研究熱點與主要問題。 2、在研究多入多出(MIMO)原理的基礎上，對空時編碼技術(shù)尤其是分層空時碼及其檢測算法做了深入研究。 3

4、、在研究了多入多出(MIMO)技術(shù)應用到能量受限分布廣泛的無線傳感器網(wǎng)絡中，形成虛擬多入多出(VMIMO)的通信系統(tǒng)模型的基礎上，本文采用基于V-BLAST虛擬MIMO傳感器網(wǎng)絡通信系統(tǒng)為模型，主要研究接收端V-BIAST處理檢測過程，并在接收端引入MMSE-OSIC算法，使網(wǎng)絡發(fā)射端的每個節(jié)點都能以更小的功率來得到QR算法，MMSE算法可以達到的輸出要求，來節(jié)省發(fā)射端每個節(jié)點的發(fā)射數(shù)據(jù)的能量消耗，提高整個網(wǎng)絡的能量利用效率。

5、4、與傳統(tǒng)的無線網(wǎng)絡中的能量消耗主要集中在實際無線發(fā)射的能量消耗所不同，在能量受限的傳感器網(wǎng)絡中，電路模塊的能量消耗不可忽略。 本文通過對無線傳感器網(wǎng)絡中基于V-BLAST虛擬MIMO通信模型研究，在接收端引入MMSE-OSIC算法后節(jié)省發(fā)射端能量消耗的基礎上，結(jié)合發(fā)射端每個節(jié)點發(fā)射數(shù)據(jù)的電路能量消耗，對整個通信過程中的能量消耗進行研究分析。通過實驗仿真分析，MMSE-OSIC算法的引入有效的節(jié)省了傳感器網(wǎng)絡在整個通信過程的能量