1、齊 齊 哈 爾 大 學(xué)物聯(lián)網(wǎng)課程設(shè)計(jì)（論文）題 目 xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 學(xué) 院 xxxxxxxxxxx 學(xué)院 專業(yè)班級(jí) xxxxxxxxxxx 學(xué)生姓名 xxxxxxxxxx 指導(dǎo)教師 陶佰睿 成 績(jī) 2011年6月5日物聯(lián)網(wǎng)課程設(shè)計(jì)(論文)PAGE 11摘要第1句話目的，第2句話，方法、途徑、手段第3句話，結(jié)果第4句話，意義關(guān)鍵詞：1；2；3；4；5目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc295746775 摘要 PAGEREF _Toc295746775 h I HYPERLINK l _Toc295

2、746776 Abstract PAGEREF _Toc295746776 h II HYPERLINK l _Toc295746777 第1章 緒 論 PAGEREF _Toc295746777 h 1 HYPERLINK l _Toc295746778 1.1 課題背景及意義 PAGEREF _Toc295746778 h 1 HYPERLINK l _Toc295746779 1.1.1 課題背景 PAGEREF _Toc295746779 h 1 HYPERLINK l _Toc295746780 1.1.2 課題意義 PAGEREF _Toc295746780 h 2 HYPERLI

3、NK l _Toc295746781 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 PAGEREF _Toc295746781 h 2 HYPERLINK l _Toc295746782 1.3 開發(fā)平臺(tái)SystemVue 簡(jiǎn)介 PAGEREF _Toc295746782 h 4 HYPERLINK l _Toc295746783 1.3.1 SystemVue 的特點(diǎn) PAGEREF _Toc295746783 h 4 HYPERLINK l _Toc295746784 1.3.1 SystemVue 概述 PAGEREF _Toc295746784 h 4 HYPERLINK l _Toc295746785 1

4、.4 論文的主要工作及內(nèi)容安排 PAGEREF _Toc295746785 h 5 HYPERLINK l _Toc295746786 第2章 WSN 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)概述 PAGEREF _Toc295746786 h 7 HYPERLINK l _Toc295746787 2.1 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò) PAGEREF _Toc295746787 h 7 HYPERLINK l _Toc295746788 2.1.1 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本結(jié)構(gòu) PAGEREF _Toc295746788 h 7 HYPERLINK l _Toc295746789 2.1.2 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn) PAGEREF _

5、Toc295746789 h 8 HYPERLINK l _Toc295746790 2.1.3 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議 PAGEREF _Toc295746790 h 8 HYPERLINK l _Toc295746791 2.2 IEEE 802.15.4 協(xié)議特色及簡(jiǎn)介 PAGEREF _Toc295746791 h 9 HYPERLINK l _Toc295746792 2.2.1 IEEE 802.15.4 低成本和低功耗的特色 PAGEREF _Toc295746792 h 9 HYPERLINK l _Toc295746793 2.2.2 IEEE 802.15.4 其他重要的特性

6、 PAGEREF _Toc295746793 h 9 HYPERLINK l _Toc295746794 2.2.3 IEEE 802.15.4 簡(jiǎn)介 PAGEREF _Toc295746794 h 10 HYPERLINK l _Toc295746795 2.3 IEEE 802.15.4 的MAC PAGEREF _Toc295746795 h 11 HYPERLINK l _Toc295746796 2.3.1 MAC 子層服務(wù) PAGEREF _Toc295746796 h 11 HYPERLINK l _Toc295746797 2.3.2 MAC 數(shù)據(jù)幀格式 PAGEREF _To

7、c295746797 h 11 HYPERLINK l _Toc295746798 2.4 IEEE 802.15.4 的PHY PAGEREF _Toc295746798 h 12 HYPERLINK l _Toc295746799 2.5 2.4 GHz的PHY規(guī)范 PAGEREF _Toc295746799 h 14 HYPERLINK l _Toc295746800 2.6 本章小結(jié) PAGEREF _Toc295746800 h 16 HYPERLINK l _Toc295746801 第3章 WSN 的數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)功能設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc295746801 h 17

8、HYPERLINK l _Toc295746802 3.1 WSN 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc295746802 h 17 HYPERLINK l _Toc295746803 3.1.1 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc295746803 h 17 HYPERLINK l _Toc295746804 3.1.2 WSN 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc295746804 h 18 HYPERLINK l _Toc295746805 3.2 發(fā)送端模型的建立 PAGEREF _Toc295746805 h 19 HYPERLIN

9、K l _Toc295746806 3.2.1 數(shù)據(jù)映射和擴(kuò)頻的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc295746806 h 19 HYPERLINK l _Toc295746807 3.2.2 OQPSK 調(diào)制模塊的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc295746807 h 20 HYPERLINK l _Toc295746808 3.2.2.1 OQPSK 調(diào)制解調(diào)技術(shù)的選擇 PAGEREF _Toc295746808 h 20 HYPERLINK l _Toc295746809 3.2.2.2 OQPSK 調(diào)制模塊的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc295746809 h 22 HYPERLINK l _

10、Toc295746810 3.2.3 發(fā)送端脈沖整形模塊的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc295746810 h 23 HYPERLINK l _Toc295746811 3.3 信道模塊的建立 PAGEREF _Toc295746811 h 24 HYPERLINK l _Toc295746812 3.4 接收端模型的建立 PAGEREF _Toc295746812 h 24 HYPERLINK l _Toc295746813 3.4.1 接收端脈沖整形模塊的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc295746813 h 24 HYPERLINK l _Toc295746814 3.4.2 OQPSK

11、的解調(diào)模塊的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc295746814 h 25 HYPERLINK l _Toc295746815 3.4.3 解擴(kuò)和數(shù)據(jù)映射的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc295746815 h 28 HYPERLINK l _Toc295746816 3.4.4 OQPSK 的調(diào)制解調(diào)模塊總體設(shè)計(jì)圖 PAGEREF _Toc295746816 h 29 HYPERLINK l _Toc295746817 3.5 本章小結(jié) PAGEREF _Toc295746817 h 30 HYPERLINK l _Toc295746818 第4章 系統(tǒng)基帶信號(hào)處理的SystemVue 實(shí)現(xiàn) PA

12、GEREF _Toc295746818 h 31 HYPERLINK l _Toc295746819 4.1 發(fā)送端模塊在SystemVue 上的實(shí)現(xiàn) PAGEREF _Toc295746819 h 31 HYPERLINK l _Toc295746820 4.1.1 數(shù)據(jù)映射和擴(kuò)頻設(shè)計(jì)的SystemVue 實(shí)現(xiàn) PAGEREF _Toc295746820 h 31 HYPERLINK l _Toc295746821 4.1.2 OQPSK 調(diào)制模塊設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn) PAGEREF _Toc295746821 h 32 HYPERLINK l _Toc295746822 4.1.3 發(fā)送端脈沖整形模

13、塊設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn) PAGEREF _Toc295746822 h 34 HYPERLINK l _Toc295746823 4.2 信道模塊在SystemVue 上的實(shí)現(xiàn) PAGEREF _Toc295746823 h 34 HYPERLINK l _Toc295746824 4.3 接收端模塊在SystemVue 上的實(shí)現(xiàn) PAGEREF _Toc295746824 h 35 HYPERLINK l _Toc295746825 4.3.1 接收端脈沖整形模塊設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn) PAGEREF _Toc295746825 h 35 HYPERLINK l _Toc295746826 4.3.2 OQPSK

14、 解調(diào)模塊設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn) PAGEREF _Toc295746826 h 36 HYPERLINK l _Toc295746827 4.3.3 解擴(kuò)和數(shù)據(jù)映射設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn) PAGEREF _Toc295746827 h 38 HYPERLINK l _Toc295746828 4.4 本章小結(jié) PAGEREF _Toc295746828 h 39 HYPERLINK l _Toc295746829 第5章 基帶信號(hào)處理系統(tǒng)的仿真波形 PAGEREF _Toc295746829 h 40 HYPERLINK l _Toc295746830 5.1 OQPSK 調(diào)制模塊的SystemVue 仿真波形 P

15、AGEREF _Toc295746830 h 40 HYPERLINK l _Toc295746831 5.2 OQPSK 解調(diào)模塊的SystemVue 仿真波形 PAGEREF _Toc295746831 h 42 HYPERLINK l _Toc295746832 5.3 基帶傳輸系統(tǒng)性能分析 PAGEREF _Toc295746832 h 44 HYPERLINK l _Toc295746833 5.4 本章小結(jié) PAGEREF _Toc295746833 h 46 HYPERLINK l _Toc295746834 結(jié)論 PAGEREF _Toc295746834 h 47 HYPER

16、LINK l _Toc295746835 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc295746835 h 48 HYPERLINK l _Toc295746836 附錄 PAGEREF _Toc295746836 h 50 HYPERLINK l _Toc295746837 致謝 PAGEREF _Toc295746837 h 52第1章 緒 論早在1999 年，美國(guó)商業(yè)周刊就將“網(wǎng)絡(luò)化的微型傳感器技術(shù)”評(píng)為21 世紀(jì)最重要的21 項(xiàng)技術(shù)之一。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在國(guó)家安全、國(guó)民經(jīng)濟(jì)、環(huán)境保護(hù)、科學(xué)研究等諸多方面均有著極為廣泛的應(yīng)用和廣闊的應(yīng)用前景，已經(jīng)對(duì)人類的生活方式產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響，吸引了世界上許多國(guó)

17、家的廣泛關(guān)注。而無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)字基帶處理與傳輸部分，影響著整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的通信質(zhì)量，因此對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)字基帶處理部分具有著十分重要的意義1。1.1 課題背景及意義伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、無(wú)線通信技術(shù)的飛速發(fā)展，我們完成了從追求性能強(qiáng)大、功能穩(wěn)定可靠的通用微型計(jì)算機(jī)，到追求具有有限計(jì)算能力并能執(zhí)行特定任務(wù)的專用微型計(jì)算機(jī)的完美過(guò)渡。當(dāng)今時(shí)代已由以往的PC 網(wǎng)絡(luò)時(shí)代成功跨入后PC 網(wǎng)絡(luò)時(shí)代。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)（Wireless Sensor Network，WSN）的出現(xiàn)標(biāo)志著后PC 網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的到來(lái)。而所謂的“普適計(jì)算”的計(jì)算模式就是通過(guò)為專用微型計(jì)算機(jī)配備微型傳感器感知周圍

18、的物理世界，完成一些傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)不可能完成的任務(wù)。而“普適計(jì)算”的一個(gè)典型代表就是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)。如果說(shuō)Internet 構(gòu)成了邏輯上的信息世界，改變了人與人之間的溝通方式，那么，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)就是將邏輯上的信息世界與客觀上的物理世界融合在一起，改變了人類與自然界的交互方式。正是由于通過(guò)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)作為人們感官的延伸，直接感知客觀物理世界，從而極大的擴(kuò)展現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的功能和人類認(rèn)識(shí)世界的能力2。1.1.1 課題背景無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)可以利用傳感器節(jié)點(diǎn)獲取大量的信息，延伸了人們的感官，擴(kuò)展了人們的信息獲取能力，使客觀世界的物理信息同現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)相互融合在一起。通過(guò)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)人們?cè)谙乱淮鶳C 網(wǎng)絡(luò)中獲

19、取最直接的、最有效、最真實(shí)的信息?！熬W(wǎng)絡(luò)化的微型傳感器技術(shù)”曾被MTI 技術(shù)評(píng)論列改變世界的10 大技術(shù)之一。事實(shí)證明無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)正在現(xiàn)代社會(huì)中成為越來(lái)越重要的技術(shù)和支撐，得到多方面越來(lái)越廣泛的關(guān)注和應(yīng)用。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)有著廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，不得不提的是現(xiàn)在正在熱門研究的物聯(lián)網(wǎng)便是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)典型的應(yīng)用，如果真正實(shí)現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)，我們將正在的實(shí)現(xiàn)人類與自然界的順暢溝通。當(dāng)然還有其他一些重要的應(yīng)用領(lǐng)域，如無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于環(huán)境科學(xué)，可以使科學(xué)家在一些難以探測(cè)的區(qū)域，很方便的獲得許多準(zhǔn)確可靠的數(shù)據(jù)；無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于醫(yī)療監(jiān)護(hù)，可以使醫(yī)生隨時(shí)隨地的監(jiān)測(cè)病人的病情進(jìn)展情況，以便使病人的病情及時(shí)

20、得到控制；無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于智能家居，可以為人們提供更加舒適、方便、人性化的家居環(huán)境3。正是由于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在軍事應(yīng)用、環(huán)境科學(xué)、醫(yī)療監(jiān)護(hù)、智能家居、城市交通和空間探索等領(lǐng)域的巨大應(yīng)用價(jià)值，得到各國(guó)軍方、政府、跨國(guó)公司和科研機(jī)構(gòu)的廣泛關(guān)注和高度重視，成為了當(dāng)今世界研究熱點(diǎn)。無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)是基于IEEE 802.15.4 協(xié)議的無(wú)線短距離傳輸網(wǎng)絡(luò)，不同于傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是以數(shù)據(jù)為中心的網(wǎng)絡(luò)。在現(xiàn)有各種無(wú)線通信技術(shù)中，ZigBee 技術(shù)是最低功耗和最低成本的技術(shù)，是一種新興的近距離、低復(fù)雜度、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，它依據(jù)IEEE 802.15.4 協(xié)議，在數(shù)千個(gè)微小

21、的傳感器之間相互協(xié)調(diào)實(shí)現(xiàn)通信。這些傳感器只需要很少的能量，以接力的方式通過(guò)無(wú)線電波將數(shù)據(jù)從一個(gè)傳感器傳到另一個(gè)傳感器，具有較高的通信效率。1.1.2 課題意義無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有廣闊的開發(fā)前景、重要的應(yīng)用以及與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)所不同的特點(diǎn)，所以對(duì)其和其標(biāo)準(zhǔn)的研究具有重要的意義。研究其標(biāo)準(zhǔn)是因?yàn)橹挥懈鶕?jù)其標(biāo)準(zhǔn)我們才能很好的實(shí)現(xiàn)其網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建和互聯(lián)。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的IEEE 802.15.4 協(xié)議是具有很大潛力和廣泛應(yīng)用價(jià)值的協(xié)議，IEEE 802.15.4 中的物理層中的數(shù)字基帶傳輸又是比較基礎(chǔ)和重要的，它用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的傳輸，影響著整個(gè)通信系統(tǒng)甚至整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的通信質(zhì)量。同時(shí)，在通信工程專業(yè)中通信原理是一門比

22、較重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，而無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)字基帶傳輸又是建立在通信原理的基礎(chǔ)之上，是對(duì)通信原理的實(shí)際應(yīng)用，所以仿真和研究無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字基帶傳輸不僅可以讓我們更加清楚和明白的了解其數(shù)字基帶部分的工作原理，而且可以提高對(duì)所學(xué)的知識(shí)的靈活應(yīng)用，有利于把所學(xué)知識(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)踐的能力，達(dá)到學(xué)以致用的目的，同時(shí)增加對(duì)本專業(yè)的熱愛(ài)。另外，像基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的如WSN 221、CC 1101、CC 2430這些芯片已經(jīng)得到大家的認(rèn)可并廣泛的應(yīng)用于許多領(lǐng)域?；赟OPC 的設(shè)計(jì)已經(jīng)成為一種趨勢(shì)，而其代碼是不開放的，所以，其內(nèi)部的工作原理我們并不了解，對(duì)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的數(shù)字通信系統(tǒng)模塊的原理的研究就顯得極為重要

23、了。只有對(duì)其內(nèi)部的重要原理進(jìn)行了深入的研究，我們才能更好的利用其工作，更重要的是可以在這些原理的基礎(chǔ)上進(jìn)行技術(shù)的創(chuàng)新開發(fā)，進(jìn)一步提高技術(shù)。所以對(duì)WSN 的數(shù)字通信系統(tǒng)的研究有著重要的意義。1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀由于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有十分廣闊的應(yīng)用前景和巨大的應(yīng)用價(jià)值，國(guó)外很早就開始了對(duì)其的研究應(yīng)用，尤其是美國(guó)是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究的先驅(qū)。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)深入到人們生活的各個(gè)層面，像互聯(lián)網(wǎng)一樣改變?nèi)藗兊纳罘绞健，F(xiàn)在我國(guó)的一些重點(diǎn)院校已經(jīng)開設(shè)了物聯(lián)網(wǎng)這一專業(yè)，并致力于對(duì)其深入的研究開發(fā)和應(yīng)用。早在20 世紀(jì)90 年代美國(guó)就開始了對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究，最初是在軍事方面進(jìn)行推廣和應(yīng)用。美國(guó)的加州大

24、學(xué)伯克利分校（University of California，Berkeley）、加州大學(xué)洛杉磯分校（University of California，LosAngeles）和康奈爾大學(xué)（Cornell University）等幾所大學(xué)最先開始對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行研究，并得出了很豐富的研究結(jié)果。對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究中，2002年，大西洋學(xué)院和因特爾實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合進(jìn)行的大鴨島環(huán)境監(jiān)測(cè)項(xiàng)目是比較系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)例。由于大鴨島上的生物對(duì)外來(lái)監(jiān)控設(shè)備十分敏感，因特爾實(shí)驗(yàn)室和大西洋學(xué)院在島上部署了大量的傳感器節(jié)點(diǎn)，并利用這些傳感器進(jìn)行了半年左右的監(jiān)控，最終得到了豐富而可貴的數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)表明無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在這樣

25、特殊的應(yīng)用環(huán)境中相比其它網(wǎng)絡(luò)具有非常明顯的優(yōu)勢(shì)。環(huán)境監(jiān)測(cè)只是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在應(yīng)用上的一個(gè)方面，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)為環(huán)境監(jiān)測(cè)提供了更加準(zhǔn)確、豐富的寶貴數(shù)據(jù)，對(duì)環(huán)境影響更小的全新的手段。目前，已有很多學(xué)者對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建在理論上進(jìn)行了研究，如文獻(xiàn)3，研究了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)及其廣泛的應(yīng)用，最后研究了其網(wǎng)絡(luò)協(xié)議層次。對(duì)于這樣的研究十分的豐富，而且是在宏觀上的理論研究。也有一些是對(duì)其整個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行仿真分析，如文獻(xiàn)4和碩士論文5，在介紹了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)后，利用網(wǎng)絡(luò)仿真軟件NS 2 對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)和性能分析，偏重于網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)和協(xié)議的實(shí)現(xiàn)。在書6中，詳細(xì)的研究并利用Syste

26、mView 平臺(tái)仿真設(shè)計(jì)的直接序列擴(kuò)頻和基于IEEE802.11 無(wú)線局域網(wǎng)直接擴(kuò)頻系統(tǒng)在SystemView 上的仿真。而利用SystemVue 這一專業(yè)的通信仿真軟件對(duì)基于IEEE 802.15.4 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行仿真設(shè)計(jì)的資料幾乎沒(méi)有找到。大多數(shù)是研究生以上學(xué)歷的人著重于對(duì)其整個(gè)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)利用FPGA 或NS 2 進(jìn)行構(gòu)架。而且在數(shù)字基帶處理這塊都是采用某一完成此功能的芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)，并沒(méi)有對(duì)基帶處理內(nèi)部設(shè)計(jì)。比較具有參考價(jià)值的便是書6，該論文雖然是基于IEEE 802.11無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行仿真設(shè)計(jì)，但是對(duì)IEEE 802.15.4 有很大的參考價(jià)值，尤其是其對(duì)發(fā)送端接收端的Sys

27、temVue 仿真設(shè)計(jì)還有一些參數(shù)的設(shè)置。雖然很少資料是專門研究基于IEEE 802.15.4 協(xié)議的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的SystemVue 仿真分析，但是卻有很多資料是對(duì)利用不同的軟件平臺(tái)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中數(shù)字基帶傳輸內(nèi)不同模塊的研究。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的基帶傳輸中的OQPSK 調(diào)制解調(diào)模塊的實(shí)現(xiàn)有以下文獻(xiàn)，如，文獻(xiàn)7中便利用FPGA 來(lái)實(shí)現(xiàn)OQPSK 調(diào)制器的設(shè)計(jì)。在碩士論文8中，不僅有詳細(xì)的OQPSK 調(diào)制解調(diào)的說(shuō)明介紹，而且還有詳細(xì)的FPGA 仿真分析，具有一定的參考價(jià)值。對(duì)利用文獻(xiàn)9詳細(xì)的介紹了OQPSK 調(diào)制解調(diào)的原理，并簡(jiǎn)要的給出了仿真設(shè)計(jì)圖和仿真波形，對(duì)本論文的具有很大

28、的參考價(jià)值。我們知道對(duì)基于IEEE 802.15.4 協(xié)議的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的SystemVue 仿真的研究比較少，如果是對(duì)整個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的研究我們可以用NS 2 來(lái)仿真比較簡(jiǎn)單，而只是對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)字基帶部分進(jìn)行仿真，那么用FPGA 就比較復(fù)雜了，需要編寫復(fù)雜而冗長(zhǎng)的代碼。在教學(xué)中學(xué)生要想掌握基于IEEE 802.15.4 協(xié)議的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)，就必須要求有一定的編程語(yǔ)言基礎(chǔ)，而且不易于理解其工作的原理。而利用SystemVue 這一專業(yè)的通信仿真軟件就比較易懂和簡(jiǎn)單了，只要把其工作原理，設(shè)計(jì)思路弄清，無(wú)須編寫復(fù)雜的代碼，只需要選擇并拖動(dòng)SystemVue 庫(kù)中

29、豐富的圖符后設(shè)置合適的參數(shù)即可。所以學(xué)生無(wú)需深厚的基礎(chǔ)，便可快速理解和掌握其原理，具有很好的教學(xué)科研價(jià)值。如果還可以實(shí)現(xiàn)硬件設(shè)計(jì)向軟件設(shè)計(jì)的過(guò)渡，即利用SystemVue 中的C+ 代碼生成器便可直接生成代碼。1.3 開發(fā)平臺(tái)SystemVue 簡(jiǎn)介對(duì)基于IEEE 802.15.4 協(xié)議的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的仿真設(shè)計(jì)和分析我們選擇SystemVue 這一通信的專業(yè)仿真軟件，它本身具有很多的特點(diǎn)，因而在選擇通信仿真設(shè)計(jì)時(shí)具有一定的優(yōu)勢(shì)。1.3.1 SystemVue 的特點(diǎn)選擇SystemVue 這一軟件有以下優(yōu)點(diǎn)：第一，對(duì)WSN 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的仿真我們可以使用很多仿真軟件，比

30、如FPGA，Matlab 等等。但是我們選擇SystemVue 這一專業(yè)的通信軟件，是因?yàn)椋撥浖o(wú)需進(jìn)行復(fù)雜而又大量的編程實(shí)現(xiàn)，只需要正確選擇器件并進(jìn)行適當(dāng)?shù)膮?shù)設(shè)置即可。第二，由于該軟件能夠簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)對(duì)所研究?jī)?nèi)容的仿真，它具有很重要的實(shí)用價(jià)值。通過(guò)SystemVue 軟件我們能夠比較明了直觀的對(duì)其實(shí)現(xiàn)原理進(jìn)行說(shuō)明，把一復(fù)雜問(wèn)題簡(jiǎn)單化，便于我們?cè)诮虒W(xué)中使用，使同學(xué)們對(duì)這一原理易于理解并有比較清晰的認(rèn)識(shí)。第三，當(dāng)利用該軟件仿真完此系統(tǒng)并調(diào)試通過(guò)之后，可以用SystemVue 的模塊快速高效的進(jìn)行SOPC 的設(shè)計(jì)，因?yàn)镾ystemVue 軟件可以直接將相應(yīng)的模塊生成程序。SystemVue 基于

31、Windows 環(huán)境下運(yùn)行，以模塊化和交互式的界面，用于系統(tǒng)仿真分析的可視化軟件工具，它使用功能模塊（Token）去描述程序，無(wú)需與復(fù)雜的程序語(yǔ)言打交道，即可完成各種系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真。使用SystemVue 你只需要關(guān)心項(xiàng)目的設(shè)計(jì)思想和過(guò)程，而不必花費(fèi)大量的時(shí)間去編程建立系統(tǒng)仿真模型。1.3.1 SystemVue 概述現(xiàn)代通信技術(shù)的高速發(fā)展使通信系統(tǒng)和通信技術(shù)日趨復(fù)雜，為尋求一種在一定條件下具有最佳性能的通信系統(tǒng)，對(duì)通信進(jìn)行軟件仿真已成為必不可少的一部分。目前，電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（EDA）技術(shù)已經(jīng)成為電子設(shè)計(jì)的潮流。美國(guó)Elanix 公司推出一種相當(dāng)優(yōu)秀的EDA 仿真軟件，SystemVue 仿

32、真軟件。SystemVue 是一個(gè)動(dòng)態(tài)的系統(tǒng)仿真軟件，能夠提供豐富的圖符庫(kù)資源，強(qiáng)大的分析功能和可規(guī)化開放的體系結(jié)構(gòu)，主要用于電路與通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、仿真，能滿足復(fù)雜通信系統(tǒng)不同層次的設(shè)計(jì)與仿真的要求。SystemVue 提供了十分豐富庫(kù)資源，包括基本庫(kù)（Main Library）和專業(yè)庫(kù)（Optional Library）兩大類，基本庫(kù)中包括多種信號(hào)源、接收器、加法器、乘法器、各種函數(shù)運(yùn)算器等；專業(yè)庫(kù)有通訊（Communication）、邏輯（Logic）、數(shù)字信號(hào)處理（DSP）、射頻/模擬（RF/Analog）等，它們特別適合于現(xiàn)代通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、仿真和方案論證。由此可見，正是由于Syste

33、mVue 具有如此強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)，將其作為通信原理的模擬仿真軟件是非常合適的。SystemVue 帶有DVB 專業(yè)庫(kù)，包括一整套在進(jìn)行DVB 系統(tǒng)設(shè)計(jì)和仿真時(shí)可能用到的輔助工具。利用它，可以很方便的完成對(duì)基于歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)下的各種DVB 系統(tǒng)的仿真。它提供了一整套完整的模塊，可以分別對(duì)系統(tǒng)中各個(gè)層次上信號(hào)的產(chǎn)生及解調(diào)進(jìn)行仿真。另外也提供了可以代表整個(gè)調(diào)制器或解調(diào)器的單個(gè)模塊。通過(guò)對(duì)調(diào)制方式、調(diào)制模式參數(shù)、幀結(jié)構(gòu)類型等各項(xiàng)參數(shù)迸行靈活合理的設(shè)置，就可以對(duì)各種模式的DVB 系統(tǒng)進(jìn)行仿真和分析10。利用SystemVue 可以構(gòu)造各種復(fù)雜的模擬、數(shù)字、數(shù)?；旌舷到y(tǒng)，各種速率的系統(tǒng)，它可用于各種線性或非線性

34、控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和仿真。用戶在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，只需從SystemVue 配置的圖標(biāo)庫(kù)中調(diào)出有關(guān)圖標(biāo)并進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，完成圖標(biāo)之間的連線，然后運(yùn)行仿真操作，最終以時(shí)域波形、眼圖、功率譜等形式給出系統(tǒng)的仿真分析結(jié)果。在進(jìn)行結(jié)果分析時(shí)，SystemVue 還提供了一個(gè)真實(shí)而靈活的窗口用以檢查、分析系統(tǒng)波形。在窗口內(nèi)，可以通過(guò)鼠標(biāo)方便地控制內(nèi)部數(shù)據(jù)的圖形放大、縮小、滾動(dòng)等。另外，分析窗中還帶有一個(gè)功能強(qiáng)大的“接收計(jì)算器”，可以完成對(duì)仿真運(yùn)行結(jié)果的各種運(yùn)算、譜分析和濾波。在運(yùn)行SystemVue 仿真系統(tǒng)前，必須首先設(shè)置一系列重要參數(shù)，尤其是采樣點(diǎn)數(shù)和采樣速率的設(shè)置。采樣速率過(guò)高會(huì)增加仿真的時(shí)間，過(guò)低又可能得不到正確仿真結(jié)果。一般為了獲得較好的仿真波形，系統(tǒng)的采樣率應(yīng)設(shè)置為系統(tǒng)信號(hào)最高頻率的5至7倍。當(dāng)采樣率為系統(tǒng)信號(hào)最高頻率的10倍以上時(shí)，仿真波形就幾乎沒(méi)有失真了。一般起始時(shí)間為0，單位是秒，而終止時(shí)間要大于起始時(shí)間11。1.4 論文的主要工作及內(nèi)容安排該論文的主要工作包括：（1）課題研究的背景