Повышение эффективности функционирования беспроводных устройств малого радиуса действия

• Автор: Корчагин, Василий Аркадьевич
• Шифр специальности: 05.12.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 142 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ БЕСПРОВОДНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ОБМЕНА ДАННЫМИ

1.1. Применение беспроводных технологий в системах автоматизации производственных и офисных помещений
1.2. Сравнительный анализ технологий беспроводной передачи данных Bluetooth, WiFi, ZigBee

1.2.1. Технология беспроводной передачи данных Bluetooth

1.2.2. Технология беспроводной передачи данных WiFi

1.2.3. Технология беспроводной передачи данных ZigBee

1.3. Анализ особенностей распространения радиоволн в пикосстях

1.4. Существующие подходы для расчета зоны обслуживания в пикосетях

1.5. Постановка задачи исследования
1.6. Выводы по первой главе
2. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ РАСЧЕТА И ОПТИМИЗАЦИИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПИКОСЕТИ SRD
2.1. Общие положения
2.2. Отражение волн и их прохождение через препятствия
2.3. Работа пикосетей SRD на открытой местности
2.4 Работа пикосетей SRD внутри помещения
2.5 Оптимизация размещения SRD в беспроводной пикосети
2.6. Выводы по второй главе
3. ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ПОМЕХ РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ НА БЕСПРОВОДНЫЕ УСТРОЙСТВА МАЛОГО РАДИУСА ДЕЙСТВИЯ
3.1. Влияние шумовых помех РЭС на беспроводные устройства малого радиуса действия
3.1.1. Влияние шумовых помех на SRD с FHSS и ЧМ

3.1.2. Влияние шумовых помех на 8143 с БН88 и М-ичной ЧМ
3.2. Влияние гармонических помех от РЭС на беспроводные устройства малого радиуса действия
3.2.1. Влияние гармонических помех на 8143 с ЕН88 и ЧМ
3.2.2. Влияние гармонических помех на 8143 с РН88 и М-ичной ЧМ
3.2.3. Влияние комбинированной (шумовой и гармонической) помехи на 8143 с РШ8 и ЧМ
3.3. Влияние помех от РЭС на беспроводные устройства малого радиуса действия с БИБЬ, двоичной ЧМ и блоковым кодированием
3.4. Выводы по третьей главе
4. РАСЧЕТ ЗАЩИТНОГО РАССТОЯНИЯ БЕСПРОВОДНЫХ УСТРОЙСТВ МАЛОГО РАДИУСА ДЕЙСТВИЯ ОТ ПОМЕХ РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ
4.1. Расчет защитного расстояния от внутриканальных помех в пикосетях 8ЛО с РШБ
4.2. Расчет защитного расстояния от блокирования в пикосетях 81Ш с РШ8
4.3. Расчет защитного расстояния в пикосетях 81Ш с РЖБ с учетом боковых лепестков диаграммы направленности мешающих РЭС
4.4. Расчет вероятности интермодуляционных помех в пикосети 8143
с БН88
4.5. Выводы по четвертой главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Сегодня задача построения распределенных систем сбора данных, управления и мониторинга как никогда актуальна в самых различных прикладных областях. Однако использование для этого традиционных проводных соединений не всегда эффективно из-за высокой стоимости монтажных и пуско-наладочных работ, а также технического обслуживания. Кроме того, в некоторых ситуациях вообще невозможна прокладка кабелей по технологическим или организационным причинам, поэтому все большее применение находят беспроводные сети.
По сравнению с проводными системами беспроводные сети имеют целый ряд преимуществ: отсутствие кабелей электропитания и передачи данных; низкая стоимость монтажа, пуско-наладки и технического обслуживания системы; внедрение и модификация сети на эксплуатируемом объекте без вмешательства в процесс функционирования; надежность и отказоустойчивость всей системы при нарушении отдельных соединений между узлами.
Уникальные особенности и отличия беспроводных сетей от традиционных проводных систем передачи данных делают их применение эффективным в самых различных областях. Например, в области безопасности, мониторинга окружающей среды, здравоохранения, в различных приложениях автоматизации зданий, где использование традиционных проводных систем передачи данных часто нецелесообразно по экономическим причинам. Например, если требуется внедрить новую или расширить существующую систему в эксплуатируемом здании, то в этом случае применение беспроводных решений не требует проведения дополнительных монтажных работ с нарушением внутренней отделки помещений, практически не причиняются неудобства сотрудникам или жильцам здания и т.д. В итоге значительно снижается стоимость внедрения системы.
Еще одним примером являются офисные здания со свободной планировкой, для которых на этапе проектирования и строительства невозможно

Решение перечисленных задач требует привлечения научных методов, основанных на методах теории вероятностей, случайных процессов, математической статистики, статистической радиотехники, математического моделирования на ПК.
1.6. ВЫВОДЫ ПО ПЕРВОЙ ГЛАВЕ
1. Осуществлен анализ организации работы, принципов построения и топологий беспроводных технологий обмена данными в системах автоматизации жизнеобеспечения производственных и офисных помещений. Показано, что наилучшим образом для построения беспроводной сети подходит сотовая топология к достоинствам которой можно отнести: несложность установки, возможность расширения и способность к самостоятельному определению и устранению неполадок, автоматическая перестройка маршрута прохождения трафика.
2. Осуществлен сравнительный анализ технических характеристик и принципов работы основных технологий беспроводной передачи данных Bluetooth, WiFi, и ZigBee, нашедших на сегодняшний день наиболее широкое распространение в частотных диапазонах ISM 2,4 ГГц, не требующих лицензирования.
3. Показано, что одной из важнейших проблем для сетей беспроводного доступа выполненных на основе технологии SRD является прогнозирование зон уверенной работы как вне, так и внутри помещений. Главная причина этого заключается в неравномерном затухании сигнала и многочисленных рассеивающих препятствиях, что обусловлено сильной пространственной неоднородностью среды распространения радиоволн.
4. Получены зависимости оценки потерь при распространении радиоволн в условиях отсутствия прямой видимости при различном удалении от препятствия. Показано, что чем меньше расстояние, на котором размещается