检索结果-南通市图书馆

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

基于扩频的汽车雷达后向散射通信系统研究

雷达科学与技术 2020年第3期18卷 247-253,261页

作者：黄壮夏伟杰余思伟李典南京航空航天大学雷达成像与微波光子技术教育部重点实验室江苏南京211106

汽车雷达是自动驾驶车辆不可或缺的传感器。随着智能交通技术和车路协同技术的发展,通过后向散射通信技术,为前向防撞雷达增加路旁交通标志的标签识别功能将具有重要的应用价值。本文针对标签后向散射信号能量弱,易受车辆目标回波、杂... 详细信息

汽车雷达是自动驾驶车辆不可或缺的传感器。随着智能交通技术和车路协同技术的发展,通过后向散射通信技术,为前向防撞雷达增加路旁交通标志的标签识别功能将具有重要的应用价值。本文针对标签后向散射信号能量弱,易受车辆目标回波、杂波和噪声的影响,在传统汽车防撞雷达的基础上提出一种基于扩频编码的调频连续波雷达后向散射通信系统。系统将直接序列扩频技术引入到标签的后向散射调制中,利用接收解扩处理产生的扩频增益增强标签后向散射信号,从而达到标签目标检测和信息提取的目的。仿真结果表明,该系统能够区分车辆和标签目标,准确识别标签信息。扩频编码技术的引入大大降低了系统误码率,提高了系统稳定性和可靠性。

关键词：汽车防撞雷达标签识别后向散射通信直接序列扩频

Nakagami-m衰落下的双基地MIMO后向散射通信系统中空时编码的性能分析与研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

Nakagami-m衰落下的双基地MIMO后向散射通信系统中空时编码的性能...

作者：王丹萍西北大学

学位级别：硕士

后向散射通信由于其移动标签端不需要配置电池而接近零维护的优势,近年来在物联网等领域展现出了良好的应用前景。然而,由于后向散射通信的物理信道具有双向衰减的特征,其信道衰减比传统无线信道更为剧烈。通常的一个解决方案是将多输... 详细信息

后向散射通信由于其移动标签端不需要配置电池而接近零维护的优势,近年来在物联网等领域展现出了良好的应用前景。然而,由于后向散射通信的物理信道具有双向衰减的特征,其信道衰减比传统无线信道更为剧烈。通常的一个解决方案是将多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)技术引入后向散射通信,从而大幅度缓解衰减提升通信性能。块级酉查询(Block-Level Unitary Query,BUTQ)和正交空时分组码(Orthogonal Space-Time Block Coding,OSTBC)联合设计是一种能充分挖掘MIMO后向散射信道分集增益的MIMO技术,可以大幅度提高MIMO后向散射通信的性能。这一技术的性能已在Rayleigh衰落下得到了验证,然而在Nakagami-m衰落下,其性能表现目前还是未知的。本文主要对Nakagami-m衰落下,双基地MIMO后向散射通信系统中空时编码的性能进行分析与研究,本文的主要贡献如下:(1)本文采用条件矩母函数(Moment Generating Function,MGF)的方法对双基地MIMO后向散射通信系统的性能进行了详尽的理论分析,通过严格的数学推导得到了BUTQ-OSTBC设计对下该系统渐近误码率与分集阶数的闭合表达式。结果表明,对于一个具有M根查询天线,L根标签天线,N根接收天线的M×L×N的双基地MIMO后向散射通信系统,分集阶数可以达到L×min(M m,Nm),其中m是前向信道的衰落参数,m是后向散射信道的衰落参数。这和传统MIMO信道在Nakagami-m衰落下所达到的分集阶数m LN有显著差异,并且这一分集阶数是Rayleigh衰落下MIMO后向散射信道分集阶数L×min(M,N)的广义形式。(2)本文通过大量的仿真实验对双基地MIMO后向散射通信系统的性能进行对比与验证。包括各类查询和编码的联合设计、各种信道相关性、各类调制方式以及各类信道参数。仿真结果与理论分析完全一致,同时也验证了BUTQ-OSTBC在上述查询和编码的联合设计方案中的最优性。该结论为双基地MIMO后向散射通信系统的研究提供了一定的理论依据,同时也为未来后向散射通信系统的设计与发展提供了更多思路。

关键词：后向散射通信 MIMO 空时编码误码率分集阶数

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

无人机辅助后向散射通信系统性能分析

无人机辅助后向散射通信系统性能分析

作者：向玲重庆大学

学位级别：硕士

后向散射通信(Backscatter Communication,Back Com)无需无线发射设备配备主动射频组件,能显著降低能耗、成本并简化电路,是实现绿色物联网的重要技术之一。无人机通信因其极强的视距连接、灵活性、快速部署等特点可为物联网设备的数据... 详细信息

后向散射通信(Backscatter Communication,Back Com)无需无线发射设备配备主动射频组件,能显著降低能耗、成本并简化电路,是实现绿色物联网的重要技术之一。无人机通信因其极强的视距连接、灵活性、快速部署等特点可为物联网设备的数据收集提供新的解决途径。将无人机与Back Com结合实现无人机辅助Back Com系统,可以应对物联网应用面临的能量供应和数据收集挑战。本文研究单无人机辅助收发分置式Back Com系统和多无人机辅助单站式Back Com系统的性能,基于随机几何建模不同组成架构下无人机辅助Back Com系统,分析后向散射设备(Backscatter Devices,BD)的激活概率和系统平均覆盖概率等性能,具体研究内容和取得的研究成果如下:(1)针对单无人机辅助收发分置式Back Com系统,采用多个功率信标作为激励源,发送射频信号为BD供能,采用无人机搭载后向散射接收机作为数据采集器。首先对该场景下的系统进行空间建模,具体地,考虑部署功率信标的距离约束,将其建模为II型Matérn硬核点过程;考虑BD分布的随机性,将其建模为奇次泊松点过程。其次推导BD激活概率和系统平均覆盖概率表达式,通过构建能效优化模型,获得功率信标的最优发射功率。最后采用蒙特卡洛仿真,验证理论推导的正确性,分析不同参数对系统平均覆盖概率的影响,比较将功率信标建模为II型Matérn硬核点过程和奇次泊松点过程的系统平均覆盖概率和能量效率差异,揭示不同功率信标部署密度下最优发射功率的取值规律。(2)针对多无人机辅助单站式Back Com系统,采用多架无人机搭载射频源与后向散射接收机,分别用于给BD供能和采集BD生成的数据。考虑热点聚类场景,采用泊松簇过程建模通信节点的分布,即无人机作为父点过程,其分布服从奇次泊松点过程,BD作为子点过程围绕无人机分布。基于随机几何理论,先推导BD收集功率的近似分布函数并据此推导BD激活概率的近似表达式,通过求解干扰的拉普拉斯变换,进一步推导系统平均覆盖概率的近似表达式。采用蒙特卡洛仿真,验证理论推导的正确性,分析无人机高度、密度、发射功率等系统参数对BD激活概率和系统平均覆盖概率的影响。

关键词：后向散射通信无人机随机几何激活概率覆盖概率

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

非正交多址后向散射通信系统性能优化

非正交多址后向散射通信系统性能优化

作者：宋涛重庆大学

学位级别：硕士

后向散射通信(Backscatter Communication,Back Com)无需发射设备配备主动射频组件,能降低能耗和成本,但实现能量与信息传输须部署专用射频源,占用额外频谱资源。环境后向散射通信(Ambient Backscatter Communication,Am BC)可利用环境... 详细信息

后向散射通信(Backscatter Communication,Back Com)无需发射设备配备主动射频组件,能降低能耗和成本,但实现能量与信息传输须部署专用射频源,占用额外频谱资源。环境后向散射通信(Ambient Backscatter Communication,Am BC)可利用环境中现存的射频信号吸收能量和传输信息而无需分配新的频段。非正交多址接入(Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA)作为增强无线通信系统频谱效率的关键技术,可应用于后向散射通信系统以提高系统容量和设备连接数。本文研究非正交多址后向散射通信系统性能优化,具体包括上行NOMA-Back Com系统后向散射设备(Backscatter Devices,BD)配对与反射系数优化以及下行NOMA-Am BC系统BD能效与用户功率分配优化,旨在充分发挥NOMA的技术优势,提升NOMA-Back Com系统的传输容量和NOMA-Am BC系统性能。主要研究内容和取得的研究成果如下:1)针对收发一体式上行NOMA-Back Com系统,研究BD配对算法和反射系数优化算法。为了利用NOMA,制定距离划分和功率划分两种区域划分规则,用于划分读写器覆盖区域。在BD配对算法研究中,针对双BD配对,将配对问题转换为寻找加权二部图的最大权重匹配问题,提出一种基于二部图最大权重匹配的双BD配对(DP-BG)算法;针对多BD配对,将配对问题分解为相邻区域的双BD配对问题,采用匈牙利算法寻找多部图的最大匹配,提出一种基于多部图最大匹配的多BD配对(MP-MG)算法。为进一步优化系统性能,设计一种基于改进自适应遗传算法的反射系数优化(RCO-IAGA)算法,搜索每个子区域中BD反射系数的最优组合。通过蒙特卡罗仿真,验证了BD配对算法和反射系数优化算法可以有效提升NOMA-Back Com系统平均成功解码比特数。2)针对合作型下行NOMA-AmBC系统,研究BD与下行NOMA用户共享相同频谱下的系统资源分配。首先基于Dinkelbach算法,在BD收集能量和后向散射信号解码门限约束下,联合优化基站发射功率、BD反射系数和后向散射持续时间,最大化BD能效。然后利用能效优化后的基站发射功率和BD反射系数,基于协同信号接收机的解码顺序和解码门限约束,进一步优化BD不同工作阶段中下行NOMA用户功率分配,最大化NOMA用户的和速率。通过仿真分析,验证了BD能效优化算法和用户功率分配算法的有效性。

关键词：后向散射通信环境后向散射通信 NOMA 性能优化配对算法

后向散射通信网络中的无人机辅助信息采集机制研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

后向散射通信网络中的无人机辅助信息采集机制研究

作者：陈鸿贤电子科技大学

学位级别：硕士

无线传感器网络作为无线通信的关键技术,传感器的工作却受到了供能设备的限制,需要定期更换电池或者及时充电的方式在传感器大规模部署时会带来极高的维护成本。后向散射通信技术由于其低能耗、低成本、易调整等特点,在物联网时代将发... 详细信息

无线传感器网络作为无线通信的关键技术,传感器的工作却受到了供能设备的限制,需要定期更换电池或者及时充电的方式在传感器大规模部署时会带来极高的维护成本。后向散射通信技术由于其低能耗、低成本、易调整等特点,在物联网时代将发挥起重要作用,在传统的无线传感器网络中融入后向散射通信技术,让原本需要耗能的传感器节点通过后向散射的方式传输信息,能够很好地优化系统开销。无人机作为一种小巧轻便且具有高机动性的新型工具,逐渐被使用于各个领域中,在推进无线通信发展上起着关键作用。在后向散射通信网络中无人机既可以作为数据接收器,也可以作为射频信号源,无人机辅助地面基站进行信息采集可以提高系统的传输效率。在采集后向散射节点的信息时,通过调整无人机的派发策略,可以很好地降低系统的能耗、时间消耗等指标。对此本文展开研究,基于节点密度不同的网络场景分别提出了基于优化无人机派发策略的两种信息采集机制。本文针对稀疏后向散射通信网络中无人机辅助信息采集机制进行了研究。节点足够稀疏分布在整个网络区域中,在信息采集过程中,位于中心的地面基站发射射频信号至覆盖范围内的节点,节点在接收到射频信号之后,以后向散射的方式将自身感知的信息上传回基站。然而,对于在基站覆盖范围内但距离基站较远的节点以及位于基站覆盖范围外的节点,在上传信息时会产生巨大能耗,对此通过引入无人机来辅助中心基站采集这两类节点的信息。首先将整个网络场景进行分区,其中内部区域为基站负责区域,外部区域为无人机辅助区域。在基站负责区域中,节点直接通过后向散射将采集到的信息传输回基站。无人机辅助区域中,携带电池的无人机从基站出发,悬停在节点附近,然后节点后向散射无人机发出的射频信号来向无人机发送信息。通过优化无人机的派发策略,进而可以降低整个系统的传输能耗并提高传输效率。对此,本文首先分析了遗传算法对此问题的优化方案,然后提出了基于注意力机制的无人机派发策略优化算法,并且构建网络模型进行训练。最后通过仿真验证,在优化信息采集的能耗、时间消耗等指标时,基于注意力机制的算法表现优异。本文针对密集后向散射通信网络中无人机辅助信息采集机制进行了研究。密集场景下,由于节点数目的增加导致了基站以及无人机在采集信息时的开销大大增加,此时单纯地将目标区域划分为内外两部分同样会带来较大的能耗。对此通过引入无线传感器网络分簇路由算法确定簇首位置,进而确定无人机信息采集时所悬停的位置,无人机飞向并悬停在簇首位置上发送射频信号以供簇内节点后向散射收集信息,可以降低网络的传输开销。如何优化簇首的定位会直接影响无人机辅助采集节点信息的效率,进而影响整个系统的能效。对此,本文首先对系统的簇首规模如何确定进行了阐述,并分析了无人机在采集信息过程中的能耗;然后基于本文中的后向散射网络场景,首先对LEACH算法进行了改进,之后又给出了基于FCA算法的簇首确定方法;最后,本文提出了采用虚拟簇首来优化簇首定位的方法。仿真结果表明,所提算法与对比算法相比,对系统的能耗优化效果明显。

关键词：无线传感器网络后向散射通信无人机注意力机制分簇路由算法

后向散射辅助无线供能网络中的节点间高吞吐量通信方案

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

传感技术学报 2020年第12期33卷 1787-1794页

作者：毛科技吴旻媛黄亮张书彬池凯凯浙江工业大学计算机科学与技术学院浙江杭州310023

本文研究后向散射辅助无线供能网络中两个边缘节点到一个中继节点的信息传输,节点可工作于后向散射模式和主动通信模式。引入后向散射该辅助功能有助于节点吞吐量提高,但也使通信方案设计更加复杂。提出了由节点后向散射/能量传输阶段... 详细信息

本文研究后向散射辅助无线供能网络中两个边缘节点到一个中继节点的信息传输,节点可工作于后向散射模式和主动通信模式。引入后向散射该辅助功能有助于节点吞吐量提高,但也使通信方案设计更加复杂。提出了由节点后向散射/能量传输阶段和节点主动通信阶段构成的方案。接着,将最大化总吞吐量问题建模为非线性优化问题,并证明其凸特性。最后,基于后向散射时长与节点能量捕获时长阈值的关系,将该问题分解为多个仅需优化后向散射时长的子问题,并设计高效的两层黄金分割搜索算法来求解子问题。基于子问题的最优解来得到原问题的最优解。仿真结果表明,与纯主动通信方案和纯后向散射通信方案比,所提出的方案能有效地提高吞吐量。

关键词：无线供能通信网络后向散射通信凸优化节点间通信吞吐量

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

基于信道状态信息的后向散射信号检测

电子测量与仪器学报 2019年第5期31卷 95-101页

作者：卢俊男肖本贤合肥工业大学电气与自动化工程学院

为了实现Wi Fi环境后向散射系统中后向散射信号的检测,提出了2种检测方案。首先通过对Wi Fi后向散射系统的建模和分析,基于Wi Fi上行链路的IEEE802.11a标准提出了一种常规检测方案;方案在信道估计中,利用接收到的长训练序列和短训练序... 详细信息

为了实现Wi Fi环境后向散射系统中后向散射信号的检测,提出了2种检测方案。首先通过对Wi Fi后向散射系统的建模和分析,基于Wi Fi上行链路的IEEE802.11a标准提出了一种常规检测方案;方案在信道估计中,利用接收到的长训练序列和短训练序列以获得信道状态信息,Wi Fi阅读器利用这个信道状态信息通过后向散射标签检测编码数据,从而实现检测功能;为了进一步提高检测阈值的质量,提出了在Wi Fi阅读器上采用多个接收Wi Fi信号的天线的改进检测方案,并通过对多个接收信号进行平均运算以提高接收信号的信噪比,从而进一步提高检测性能。仿真实验结果表明,提出的2种检测方案不仅能够实现对Wi Fi环境后向散射信号的有效检测,而且还增大了检测距离。

关键词：物联网后向散射通信信号检测信道状态信息阈值误码率检测距离

基于EPCglobal标准的多标签天线的RFID通信建模

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

电子器件 2021年第2期44卷 444-450页

作者：陈光华张勇四川邮电职业技术学院通信工程系四川成都610067 成都中医药大学医学信息工程学院四川成都610075

针对采用多标签天线的多输入单输出RFID通信进行了研究。首先,基于超高频RFID传输的EPCglobal标准,建立了RFID通信的传输链路模型,并讨论了2种规格的后向散射数据编码/解码原理;然后,提出了RFID通信的信道模型,并讨论了基于所提出信道... 详细信息

针对采用多标签天线的多输入单输出RFID通信进行了研究。首先,基于超高频RFID传输的EPCglobal标准,建立了RFID通信的传输链路模型,并讨论了2种规格的后向散射数据编码/解码原理;然后,提出了RFID通信的信道模型,并讨论了基于所提出信道模型实现的2种信道结构及其与RFID通信相关的衰落信道模型;最后,提出了实现多标签天线的RFID通信的分集技术和传播模型。仿真结果表明,分集增益不仅与信道模型和采用的编码方案有关,而且与前/后向链路的相关性及信道的空间相关性密切相关,即随着更鲁棒编码方案的采用和传输信道之间空间相关性的增大而减小,随着前/后向链路相关性的增大而增大。

关键词：射频识别后向散射通信多输入单输出分集相关性信噪比/误码率

77GHz毫米波汽车防撞雷达系统研究与设计

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

77GHz毫米波汽车防撞雷达系统研究与设计

作者：黄壮南京航空航天大学

学位级别：硕士

汽车防撞雷达具有全天候,全天时等优点,成为自动驾驶车辆必不可少的传感器之一,在汽车辅助驾驶领域具有重要应用价值和广阔市场前景。本文围绕77GHz毫米波汽车防撞雷达系统的实现展开了深入研究,主要研究了雷达信号处理、数据处理算法... 详细信息

汽车防撞雷达具有全天候,全天时等优点,成为自动驾驶车辆必不可少的传感器之一,在汽车辅助驾驶领域具有重要应用价值和广阔市场前景。本文围绕77GHz毫米波汽车防撞雷达系统的实现展开了深入研究,主要研究了雷达信号处理、数据处理算法和系统工程实现,并对汽车防撞雷达探测-通信一体化功能进行了拓展研究。本文主要工作如下:（1）本文设计了基于AWR1243+FPGA+DSP平台的汽车防撞雷达系统方案,研究了调频连续波（FMCW）雷达的测距测速测角基本原理和二维恒虚警检测算法以及适用于汽车防撞雷达数据的点迹凝聚和目标跟踪算法。（2）针对DBSCAN聚类算法的全局密度阈值和时间复杂度高的缺点,提出了一种基于极坐标网格划分的三维PG-DBSCAN算法。算法使用极坐标网格替代等间隔网格,利用网格粗聚类和DBSCAN精聚类相结合的方法实现点迹凝聚。相较于DBSCAN算法,该算法不仅提高了算法效率,还修正了其全局密度阈值的缺点,使得远近密度不同的车辆目标都能凝聚起来。（3）针对系统实时性要求,提出了一种EDMA+乒乓缓冲的DSP程序性能优化方法。该方法利用乒乓缓冲操作在接收下一脉冲回波数据的同时,DSP在内存中做上一脉冲回波数据的FFT运算,再利用EDMA技术将运算结果搬移到外存中用于后续处理,使得DSP不需要耗费宝贵时间在等待数据搬移上,提高了处理效率,将系统程序运行时间优化到50ms工作周期内。（4）针对汽车防撞雷达探测-通信一体化功能的拓展研究,提出了一种基于扩频编码的FMCW雷达后向散射通信系统方案。系统在不改变雷达硬件的基础上,将标签信息后向散射调制到雷达信号中,使雷达在目标探测同时还具备标签识别功能,并在后向散射调制过程中引入扩频编码技术,借助雷达接收解扩产生的扩频增益来增强标签信号,解决了远距离标签后向散射信号能量弱的难题。综上所述,本文完成了77GHz汽车防撞雷达系统的研究与设计,并在其基础上拓展研究了后向散射通信系统,对于汽车防撞雷达探测-通信一体化功能的探究具有一定的参考价值。实测结果表明本系统能够实现车辆目标探测和防撞功能,可支持汽车主动避障等应用。

关键词：汽车防撞雷达 77GHz FMCW 点迹凝聚后向散射通信