無線傳感器網絡的節(jié)能調制技術的綜述報告

無線傳感器網絡的節(jié)能調制技術的綜述報告無線傳感器網絡（Wirelesssensornetwork，WSN）由大量分散的無線傳感器節(jié)點組成，它們能夠自主地收集地理位置、環(huán)境狀態(tài)、物理量等信息，進行數據處理和交換，具有免維護、低成本、低功耗和易于部署等優(yōu)勢。然而，WSN能源有限，傳感器節(jié)點往往無法在網絡完全運行的同時保持長時間的正常工作，因此，為延長節(jié)點壽命并確保網絡能夠同時滿足數據傳輸和收集要求，需要采用節(jié)能技術。其中，節(jié)能調制技術是實現(xiàn)能量節(jié)約的重要手段之一，本文對其進行綜述。一、調制技術的分類調制技術是通過調整傳輸波的屬性來傳播信息的一種技術。在WSN中，根據不同的應用和需求，可以采用不同的調制技術，如OFDM、PSK、FSK、OOK等。下面簡單介紹常用調制技術的特點。1、調頻鍵控（FrequencyShiftKeying,FSK）FSK是常用的調制技術之一，其基本思想是通過改變射頻信號的頻率來傳輸二進制數據。FSK技術的最大優(yōu)點是信噪比（SNR）高，對于不同的噪聲環(huán)境和頻帶利用效率高。但是，F(xiàn)SK的計算復雜度較高，在WSN中不太適用于低功耗節(jié)點。2、星座調制（QuadratureAmplitudeModulation,QAM）QAM是一種復雜的調制技術，其波形可以看作是在I（橫向）和Q（縱向）方向上協(xié)調變化的正弦波合成的復合波。與FSK和PSK相比，QAM具有更高的傳輸速率，但是在功耗和實現(xiàn)上有一定的缺點。3、正交振幅調制（OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，OFDM）OFDM是一種高效的調制技術，可以將給定的頻帶分成多個子載波，數據可以被分散到這些子載波中，從而實現(xiàn)高速數據傳輸。OFDM技術能夠同時傳輸多路數據，提高信道帶寬的利用效率，同時也可以降低功耗和傳輸誤碼率，是WSN中經常采用的一種調制技術。4、相移鍵控（PhaseShiftKeying,PSK）PSK是一種將二進制信息轉換為相位的調制技術。PSK變調器將每個數字位轉換為固定角度的正弦波相位。PSK對噪聲的敏感度較低，傳輸速度也較快，能夠穩(wěn)定地在低功耗節(jié)點中使用。二、節(jié)能調制技術的應用在WSN中，為了延長傳感器的壽命并提高網絡性能，需要隨時保持節(jié)點的功耗低，有效地利用能量資源?？刹捎玫墓?jié)能調制技術有以下幾種。1、OFDM技術OFDM技術能夠同時傳輸多路數據，從而實現(xiàn)提高信道帶寬的利用效率，減少數據重傳，降低網絡能耗。為進一步優(yōu)化OFDM技術的節(jié)能效果，學者們提出了許多OFDM調制策略，如EPD（EnergyproportionalDistribution）、HQAM（High-orderQuadratureAmplitudeModulation）、MACE（MultiuserAdaptiveCoordinatedEnergy）等，來滿足WSN中節(jié)點長時間、穩(wěn)定地傳輸數據的需求。2、調幅技術調幅技術是一種實現(xiàn)高效低功耗的方案，其原理是合理控制射頻信號的幅度以降低功耗。調幅技術在WSN中主要通過改變調制信號的方差來控制模擬信號的幅度。3、PSK技術PSK技術是一種低功耗的調制技術，由于相位能夠提供更高的信息傳輸速度，所以PSK技術在WSN中也得到了廣泛應用。PSK技術的優(yōu)點之一是功耗低，所需電流、電壓和處理功率也較低。通過減小調制信號的硬件要求，強化干擾抵抗能力，使其更穩(wěn)定地工作，從而進一步提高網絡能耗效率。4、FSK技術FSK技術是另一種調制技術，其優(yōu)點之一是適用于多種波形，維護簡單且易于實現(xiàn)。在WSN中，F(xiàn)SK技術不僅能夠減小網絡的能耗，還能進一步加強信號的穿透力，提高通信質量和信道容量?？傊?，調制