[00122673]近地表土壤中无线地下传感器网络的电磁波传播

与通信信道特性研究 该项目为国家自然科学基金青年科学基金项目（项目编号：61001120）。 该项目对近地表无线地下传感器网络中最关键的问题,高频电磁波在近地表土壤中的传播规律及近地表土壤中的无线信道特性进行了较为深入的研究和探索,该项目主要研究内容包括： 1.对近地表土壤中的高频电磁波的传播特性进行了深入研究,建立了以侧面波为主的传播模型,提出了侧面波的路径损耗公式。进一步研究了土壤的不均匀性、地表面的不光滑性对于电磁波传播特性的影响,提出了将以上因素考虑在内的非理想情况下的修正模型;建立了以直射波、反射波以及侧面波为三路基准路径,叠加多路反射与散射产生的多径效应,以及高斯白噪声的地下多径信道模型,对基于该信道模型的WUSN进行了系统级仿真。 2.对土壤电参数的两种常用计算方法：半经验介电混合模型（SDMM）及湿土的广义折射混合介电模型（GRMDM）进行了调研和比较,对SDMM方法提出了改进,提高了该方法的精确度。 3.对地上障碍物及人类活动对于近地表WUSN中的电磁波传播及信道特性的影响进行了研究,提出了将人体干扰考虑在内的侧面波路径损耗模型;设计并开发出了用于近地表WUSN的实验系统;提出了一种利用近地表WUSN的信道特性对地上物体进行定位跟踪的方法,该方法不要求被定位物体具有信号发射功能,设备实现简单;采用分层工作模式,能量效率高。 4.提出了一种根据土壤水含量变化进行自适应调制的方法,该方法不要求节点具备复杂的信道估计能力,设备实现简单,成本低。采用该方法,系统稳定性可以得到较大提高。 5.对周期永磁聚焦系统的温度特性进行了较为深入的研究,得出了使用钐钴永磁材料的周期永磁聚焦系统在高温下的磁场性能,为在WUSN系统中使用新型材料,开发新型器件和设备提供了思路。 总体来讲,该项目完成了预定研究目标,提出了具有一定参考价值的理论模型和一定应用价值的新方法和新技术,项目成果将为地下无线通信技术的发展提供一定思路,为近地表土壤中的无线地下传感器网络的理论体系建立和实践应用奠定一定基础。 研究单位：北京邮电大学信息与通信工程学院 项目负责人：李莉 项目组成员：李莉,陈建亚,沈远茂,董娜,吴为,刘莹 结题时间：2014年3月