应急通信中WSN系统模型及性能评价指标体系研究

应急通信环境复杂多变,对无线传感网的服务能力提出了更高要求。本文给出了一种适用于应急通信的WSN的系统模型,并就网络拓扑、部署方式、感知模型、能耗模型以及覆盖和连通性进行了说明。然后,在介绍常规网络服务评价指标的基础上,归纳总结WSN的性能评价指标体系。最后,对全文进行了小结。     

一体化应急通信网络体系框架构想

应急通信网络必须能在紧急突发事件发生时利用多种通信技术手段快速、有效为不同用户群体提供可靠、灵活的通信服务.首先介绍了构建一体化应急通信网络的背景,然后说明了应急通信网络的构建要求.在此基础上,详细阐述了一体化应急通信网络体系框架的构想方案,并探讨了实现这种网络涉及的无线自组网、移动切换和QoS支持等关键技术问题.     

一体化应急通信网络体系框架构想

应急通信网络必须能在紧急突发事件发生时利用多种通信技术手段快速、有效为不同用户群体提供可靠、灵活的通信服务.首先介绍了构建一体化应急通信网络的背景,然后说明了应急通信网络的构建要求.在此基础上,详细阐述了一体化应急通信网络体系框架的构想方案,并探讨了实现这种网络涉及的无线自组网、移动切换和QoS支持等关键技术问题.     

无线航空电子机内通信MIMO信道仿真

无线航空电子机内通信（WAIC）宽带互连可选用多天线无线局域网（WLAN）。在航空电子设备舱,无线电信号在机舱结构和航电设备架之间的反射是造成多径衰落的主要因素,而且在进行多入多出（MIMO）传输时,不同天线接收信号间的相关性一般不可忽略。根据航电设备架和设备布置的几何位置关系及其材质,建立了三维模型,采用接收球反射角误差法模拟信号在航电舱内的传播路径。针对不同航电设备安装密度条件,分别考虑均匀线性和圆形天线的信号接收情况进行仿真,使用聚类对数据预处理,得到多簇多径信道模型,并使用多径衰落和时延分布描述的航电舱WAIC信道特性,统计分析得到MIMO信道传输矩阵,以及接收机天线间相关性对信道性能的影响。仿真分析表明,当航电设备安装密度大于60%时,信道条件可近似采用完全满载时的信道参数。文中的仿真分析方法为航电设备架附近的MIMO无线传输特性分析和设计提供了参考。     

航空宽带通信无线信号接入技术

主要研究航空无线宽带通信系统的无线网络信号覆盖(无线接入网)问题.提出了三种无线信号覆盖模型:地面基站信号覆盖模型、卫星中继信号覆盖模型、高空平台通信系统(HAPS)覆盖模型.然后从建设成本、技术难点、覆盖效果等角度综合分析了各个模型的优缺点.最后得到以下结论及建议:地面基站信号覆盖模型技术成熟,但是建设成本高,比较适合机场及繁忙的航线航路;卫星中继信号覆盖模型建设成本低廉,但是传输数据速率低,难以满足宽带通信要求,这种模型比较适合跨洋航线、非繁忙航线以及临时航线;HAPS(高空平台通信系统)模型覆盖范围广、工程造价低,但是技术不够成熟,因此可以作为未来航空宽带通信信号覆盖技术的选择.     

一种用于应急搜救的网络化弹跳机器人

介绍了一种应用于应急搜救的网络化弹跳机器人设计方法。这种机器人采用滚动和跳跃相结合的混合运动模式,可以代替救援人员先行进入到复杂的灾害事故现场搜寻幸存者。机器人之间能够组成ZigBee移动传感器网络,将事故现场的环境状况和幸存者位置等信息通过无线多跳网络及时传回给救援人员,为抢救幸存者赢得时间。实验结果表明, 9cm高的样机以60度角起跳可以腾空30cm以上,水平位移达到70cm,具有较好的越障能力。     

基于SVD的雷达嵌入式通信波形设计方法

雷达嵌入式通信(REC)是一种在雷达后向散射回波中嵌入通信信号的新型隐蔽通信手段,相较于传统的隐蔽通信方式,REC具有更加优越的隐蔽性能,在军事和民用领域都有着非常广阔的应用前景。波形设计一直是REC中的重点研究目标,为了更好的通信可靠性和抗截获性能,提出了一种基于奇异值分解(SVD)的REC通信波形设计方法,给出了SVD波形设计的算法原理,并对SVD波形的通信可靠性、抗检测性能、抗截获性能和算法复杂度进行了仿真和分析。结果表明：相较于传统的REC波形,SVD波形可以实现完全正交,并且与雷达回波信号局部上分离、同时保持整体上的相似,具有更好的通信可靠性、低检测概率特性(LPD)和低截获概率特性(LPI),同时没有显著增加算法复杂度。     

无线指令系统中串口通信的实现

介绍了无线指令系统的工作原理,以及串口通信在该系统中的重要地位.分析了Windows32环境下的串口通信的实现机制和几种实现方法及其编程思路,并以Visual C 6 .0为开发平台,通过调用Win32 API编写了计算机的异步串口通信程序,用汇编语言编写了单片机的通信程序.最后结合无线指令系统实例,实现了PC机串口与单片机之间的数据通信,通信效果良好.     

空间激光通信进展及在天基网中应用构想

在分析国内外空间激光通信技术研究进展和试验验证的基础上,按照"全球覆盖、重点支持、便于组网、便于管理"的原则,重点对未来激光链路卫星星座构型进行研究,提出了基于已有轨位的4节点GEO(Geostationary Earth Orbit,地球静止轨道)星座、基于已有轨位的6节点GEO星座以及激光/微波卫星共存下空间激光宽带网络发展构想;采用高效资源分配算法和智能化运行管理系统,支持我国数百个航天器、非航天器的在线管理和高速数据传输服务,可以满足我国天基平台和全球骨干节点的高速数据传输需求。通过分析论证,提出构建我国的空间激光宽带网络,需要在超长距离激光通信技术、激光链路自主建立技术、星地激光大气效应研究、空间激光宽带网络协议、卫星星座智能管理技术等关键技术和重点研究方向上集智攻关,取得突破性进展,并对未来发展进行了展望。     

空间激光通信现状、发展趋势及关键技术分析

针对目前空间激光通信的背景需求,介绍了国内外星、空、地、海等平台间的空间激光通信研究与试验现状。通过对空间激光通信现状的分析,并结合科研实践,归纳出空间激光通信的高速率、网络化、多用途、一体化、多谱段5个未来发展趋势。在此基础上,从空间激光通信系统的光学结构、通信收发以及环境影响等方面,着重分析了高质量光学系统设计、高精度捕获对准跟踪、大气信道影响补偿、高速率高功率发射、高灵敏度低误码探测、一对多通信网络、平台振动与姿态补偿、器件部件空间适应性8项关键技术,并提出相关技术的解决方法和途径,进而给出须进一步深入研究的方向,展示了空间激光通信良好的应用前景。     

网络可生存性及其度量方法

介绍了网络可生存性的概念,对传统有线和无线网络、军事网络和Ad Hoc网络的可生存性问题进行了阐述和比较分析;探讨了网络可生存性的分类和度量方法,并给出了一种度量AdHoc网络可生存性的方法。     

基于ZigBee无线传感器网络的功率测量系统

论述了基于ZigBee无线网络的功率测量系统的硬件组成和软件协议。与传统功率测量系统相比,无线系统具有很高的灵活性,表现为传感器数量可扩充,空间覆盖范围广,可用于测量移动尤其是旋转目标,以及便于携带和安装等特点。     

A Self-organizing Bearings-only Target Tracking Algorithm in Wireless Sensor Network

In the bearings-only target tracking, wireless sensor network (WSN) collects observations of the target direction at various nodes and uses an adaptive filter to combine them for target tracking. An efficient network management is necessary to gain an optimal tradeoff between locating accuracy and energy consumption. This article proposes a self-organizing target tracking algorithm to select the most beneficial subset of nodes to track the target at every snapshot. Compared with traditional methods, this scheme avoids the need for keeping global position information of the network as in greedy selection. Each node judges its future usefulness depending on the knowledge of its own position and using simple mathematics computation. Simulations indicate that this scheme has locating accuracy comparable to the global greedy algorithm. Also, it has good robustness against node failure and autonomous adaptability to the change of the network scale. Furthermore, this algorithm consumes limited energy because only a portion of nodes partakes in the selection at every snapshot.     

WSN在航天器参量监测和多导弹作战中应用

与日益成熟的无线通信技术相比,传统的有线线缆监测与通信逐渐显现出其缺点与不足.无线传感器网络(WSN)技术的出现为航空航天设备间的通信、各种参量的监测、多武器信息共享与协同作战等开辟了一种新的无线思路.讨论了无线技术应用于航空航天的发展趋势,结合WSN理论,分析了WSN技术在未来航空航天领域应用的可行性,并以航天器内环境参量监测及数据传输、多导弹信息共享与协同作战为例,给出WSN技术在未来航空航天上的应用模型.WSN技术在未来航空航天上的成功应用将进一步推进其智能化发展.     

基于危险模式的无线传感器网络IDS模型

网络安全是无线传感器网络需要解决的重要问题之一,构建基于传感器网络的入侵检测系统是其中重要的技术.简要阐述了基于人工免疫模型及危险模式的入侵检测系统的机理,提出了一种基于危险模式理论的无线传感器网络的入侵检测系统体系结构,并对该模型的特点进行了分析,为进一步深入的研究提出了设想.     

无线传感器网络定位算法改进

提出了一种建立在TEEN协议基础之上反应式网络的应用.反应式网络是一种对适时性要求较高的网络,用三角定位法对传感器节点进行定位,在定位的基础上,使得簇首节点的选定更为容易,在一定程度上能节省节点能源、延长网络寿命.     

水下无线传感器网络目标定位算法

提出了一种基于目标位置的定位转换算法,通过对水下声波传播衰减的研究,推导出距离与声强度的公式,进一步由节点接收到目标强度信息计算出节点与目标的距离进行定位。当目标处在水下传感器网络内部时,根据节点接收到信号强度的大小,进行加权质心定位算法。为解决三维坐标系下目标深度的计算,通过在海面设置大功率骨干节点,通过主动探测声呐测得目标的距离与角度,从而计算出目标深度。仿真验证表明,本文算法的有效性。     

无线通信网络DQRAP多址接入协议的改进

随着DQRAP协议输入率的逐渐增加,冲突解决频繁,从而出现了未传数据的空数据时隙(DS),使数据包等待时间增加、时延增大等问题。本文提出了一种改进的DQRAP协议,在该协议中,取消了不传输数据的DS,只有在控制微时隙(CMS)里传送请求,由此改变了原协议的时隙划分方式,缩短了数据时延,提高了协议的性能。仿真表明,在信道负荷的范围内(即输入率0到1之间),改进的DQRAP协议随着输入率增加,时延特性有明显的改善,而吞吐率几乎保持不变。