扩频技术是另一种对抗各种干扰和恶劣的信道特性有效手段[43],如时变衰减与选择性衰 落。当整体同步应用时,跳频扩频信号提供了有趣的频谱利用率和优化成本的解决方案。另 一方面,对于跳频技术,其产生的波形和匹配滤波器接收相比伪随机噪声的相移键控(PN-PSK) 要更好。扩频通信系统中有许多应用,通常用于包括抗干扰、多址技术、多径抑制、低截获 概率、精确测距等领域。对于所有潜在的应用,扩频系统最大的作用就是抗干扰,无论是有 意的或无意的。当然,任何扩频接收机只能阻止给定数量的干扰。如果干扰程度太强,系统 将无法正常工作。然而,即使在后者的情况下,也可以通过应用其他的技术,能使系统性能 提高程度高于应用扩频技术而自动提高的性能。这些技术通常包括一些额外的类型信号处理, 特别是两种类型的窄带干扰抑制方案,这两种抑制方案通常是指:1、基于最小均方估计技术; 2、基于变换域处理结构。
跳频通信系统中还有一些主要的技术指标,如频率范围(通常在工作时指定)、信道间隔
(可以通过特定的算法选择特定的信道)、调制方式(FH/MFSK, FH/DPSK 是跳频通信系统常 常采用的调制方式)等。这些都是在进行跳频通信系统构造时需要考虑的参数,在参考文献 中有详细介绍,在这里就不再赘述。另外还有一些参数是用来衡量跳频通信系统性能的好坏, 应用于对跳频序列的设计,如跳频带宽、跳频频率数目、跳频处理增益、跳频速率、跳频周 期、初始同步时间等。
2。2 信道模型
当前,信息技术虽然可以实现信息的高速传输、高效存储和处理,但就信息获取方面却 离自动化水平有一些差距。微传感器技术、微电子技术、无线通信技术以及计算技术等方面 的进步,极大地促进了综合信息采集、处理、无线传输等功能的无线传感器网络(wireless sensor network,简称 WSN)的发展。目前,国内外 WSN 研究的方向主要集中于能量、定位、可靠 性、网络协议、网络架构以及数据处理等方面,其中网络协议更是热点问题之一,而作为 WSN 网络协议栈重要的基础架构的介质访问控制(medium access control,简称 MAC)协议, 更决定着无线信道的使用方式,分配规则。更担负着为用户分配无线通信资源的责任,直接 影响网络整体性能,因此,对 MAC 协议的研究成为 WSN 网络协议研究的重中之重。并且整 个 CRT 序列的设计与应用都是基于 MAC 协议的[30]。论文网
目前针对 MAC 层研究的关键是:无线传感器网络在 MAC 层能最大限度地降低功耗。针 对这一目的进行协议设计的策略后果是,大多数的这些能量高效的协议局限了无线传感器网 络的使用范围,尤其是在那些对快速响应时间不是很看重的地方。虽然对许多无线传感器网
络的应用来讲,这可能是一个很好的实践,这就有一些应用:如监视和实时控制系统,这种 系统要求无线传感器网络不仅要高效节能而且还提供更好的性能。
在无线传感器网络(WSN)中,存在节点能量有限而且比较难以补充的问题,为了保证 WSN 可以长期有效的工作,设计 MAC 协议的首要目标便是减少能耗,节约资源,最大化网 络生存时间;次要目标是是使协议具有良好的扩展性。因为要适应节点分布与拓扑变化,传 统无线网络主对实时性、吞吐量及带宽利用率等指标的关注成为次要目标,此外,WSN 的节 点一般属于同一利益实体,整体可为系统优化作出一定的牺牲,因此,除能量效率之外的公 平性一般不作为设计目标。[32]
下面就来介绍一些相关的 MAC 协议。