学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于TR的无线传感器网络的定位、安全及输能仿真平台

作　者: 吴炜
导　师: 荣健
学　校: 电子科技大学
专　业: 光学
关键词: 时间反演超宽带通信无线传感器网络定位安全性能量传输仿真平台
分类号: TP212.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 50次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

本文着重研究了光学时间反演镜技术,并对其进行了理论分析及改良,在此基础上将其推广应用到无线传感器网络(WSN, Wireless Sensor Network)上。无线传感器网络被誉为下一代的关键技术之一,但因为节点所能提供的能量有限,节点使用寿命及功能也因此受限,本文将时间反演(TR,Time Reversal)应用于无线传感器网络的能量传输,利用TR能量时空聚焦的特性,采用TR无线输能的方式为节点供电。传统的无线传感器网络节点定位技术在多径较多的复杂环境中精度会受其影响大幅降低而且通信抗检测截获性能也不佳。基于TR的无线传感器网络能够有效抑制多径效应对定位的影响并能有效降低无线传感器网络的信息在空间与时间上被非法检测和截获的概率。针对以上研究,本文建立了基于TR的无线传感器网络的通信、定位、信息安全及能量传输仿真平台,在Visual Studio 2008平台下采用MFC + DirectX技术开发实现。平台具有三维场景建模、二维场分布及传输波形绘制、普通UWB通信及TR-UWB通信仿真、传感器网络定位、安全性分析及能量传输仿真功能,并具有友善简易的图形用户界面(GUI)。最后,通过多个仿真实例对平台功能进行了测试。通过TR-UWB系统的通信仿真,证明了TR对UWB系统通信性能的提高,并在其基础上进行了改进,研究了one-bit TR和threshold one-bit TR对UWB系统性能的影响;通过对传感器网络各项功能的仿真,证明了TR应用于无线传感器网络的潜力及应用价值。经测试,各项功能均达到预期目标并符合理论推导。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章绪论  9-14
  1.1 光学时间反演镜技术概述  9
  1.2 时间反演技术概述  9-10
  1.3 超宽带无线通信系统概述  10
  1.4 无线传感器网络的能量传输  10-11
  1.5 无线传感器网络的无线定位  11-12
  1.6 无线传感器网络的安全概括  12
  1.7 本文的主要内容  12-14
第二章基于TR 的无线传感器网络应用的基本原理  14-33
  2.1 时间反演基本原理及其改进方法  14-21
    2.1.1 SISO 系统中TR 与one-bit TR 的基本原理  14-17
    2.1.2 SIMO 系统中TR 与one-bit TR 的基本原理  17-20
    2.1.3 对one-bit TR 的改进方法  20-21
  2.2 基于TR 的无线传感器网络无线通信基本理论  21-23
  2.3 基于TR 的无线传感器网络的能量传输模型  23-24
  2.4 基于TR 的无线传感器网络的无线定位模型  24-29
    2.4.1 定位系统坐标计算方法  24-26
    2.4.2 基于时间反演的定位方法  26-28
    2.4.3 基于时间反演的定位方法理论精度分析  28-29
  2.5 基于TR 的无线传感器网络的信息安全  29-33
第三章仿真平台软件开发基本原理  33-44
  3.1 软件开发相关环境  33
    3.1.1 Visual Studio 开发工具集  33
  3.2 软件开发相关技术  33-38
    3.2.1 MFC 编程技术  33-36
    3.2.2 DirectX 编程技术  36-38
  3.3 软件开发相关算法  38-44
    3.3.1 时域有限差分算法  38-42
    3.3.2 信道提取算法  42-43
    3.3.3 并行算法  43-44
第四章仿真平台的设计与开发  44-62
  4.1 软件总体框架  44-45
  4.2 软件仿真流程  45-51
    4.2.1 无线传感器网络定位仿真流程  45-47
    4.2.2 无线传感器网络安全性分析流程  47-48
    4.2.3 无线传感器网络无线输能仿真流程  48-49
    4.2.4 无线传感器网络PPM-TH 调制编码系统仿真流程  49-51
  4.3 仿真平台界面  51-62
    4.3.1 主界面  51-52
    4.3.2 菜单与工具栏  52-57
    4.3.3 各类子窗口  57-62
第五章基于TR 的无线传感器网络的定位、安全性分析、能量传输以及通信的仿真研究  62-74
  5.1 基于TR 的无线传感器网络的定位仿真研究  62-64
    5.1.1 定位误差及其计算方法  62
    5.1.2 仿真模型设置及结果分析  62-64
  5.2 基于TR 的无线传感器网络的安全性分析研究  64-67
  5.3 基于TR 的无线传感器网络的无线输能仿真研究  67-70
    5.3.1 无线输能效率仿真研究  67-69
    5.3.2 无线输能流程仿真研究  69-70
  5.4 基于TR 的无线传感器网络的PPM-TH 通信系统仿真研究  70-74
第六章结论与展望  74-75
  6.1 工作总结  74
  6.2 未来展望  74-75
致谢  75-76
参考文献  76-78
攻硕期间取得的研究成果  78-79

基于TR的无线传感器网络的定位、安全及输能仿真平台

内容摘要

全文目录

相似论文