浅谈无线传感器网络应用于深空探测的一些关键(2)

    无线电传输是目前无线传感器网络采用的主流传输方式，需要解决的问题有:频段选择、节能的编码方式、调制算法设计等。在频段选择方面，ISM频段由于具有无需注册、具有大范围的可选频段、没有特定的标准、可以灵活使用的优点，被人们普遍采用。与无线电传输相比，红外线、光波传输则具有不需要复杂的调制解调机制，接收器电路简单，单位数据传输功耗小等优点。但由于不能穿透非透明物体，只能在一些特殊的系统中使用。

    外层空间是一个非常恶劣的，由于没有地球大气层和臭氧层的保护，空间温差变化很大，各种辐射强烈，大大小小的流星横行，用于深空探测的无线传感器网络必须能够在恶劣环境(振动、加速度、高真空、低温、粒子辐射等)下工作。因此用于深空探测的无线传感器网络层一个极其重要的研究方向是:研究抗强电磁干扰、抗大冲击、高过载、能够适应极高、极低的温度环境的无线传感器网络电路设计方法。

　　2. 2传输层

    现阶段对传输控制的研究主要集中于错误恢复机制。参考文献分析了端到端错误恢复机制在无线多跳网络中的性能。仿真表明，随着无线信道质量的下降(信道错误率从I%上升到50%),端到端错误恢复机制的性能下降很快(发送成功率从90%下降到接近0)。

    目前，用于深空探测的无线传感器网络传输层的研究迫切需要解决的间题有:如何在深空振动、加速度、高真空、低温、粒子辐射等恶劣环境下，在拓扑结构、信道质量动态变化的条件下，为上层应用提供节能、可靠、实时性高的数据传输服务。

　　2. 3能量问题

    能源问题是无线传感器网络面临的最大挑战，传感器节点的小尺寸限制了其携带的能量，进而限制了网络的使用寿命。用于深空探测的无线传感器节点处于无法接近的场所，导致无法频繁的更换节点的电源。

    深空环境下能源问题的解决有以下两个研究方向:

    第一个方向是采用再生能源为节点供电。但是节点所处的环境对再生能源的获取有很大的影响，必须根据不同的环境设计不同的获取再生能源的方法。

    ①对于围绕恒星运转，无阴阳面之分的星球和如月球等有阴阳面之分的星球的阳面，可以考虑利用太阳能电池和温差效益发动机来为节点提供能量。

    ②对于布散在有阴阳面之分的星球阴面的节点，由于不能接受到恒星的能量、常年温度很低，前面所说的太阳能源和温差效益在这种情况下无法利用，可以考虑如图2的一种获取能量的方法:

    如示意图2所示，布散在阴面的节点，可以利用人造行星反射恒星能量，然后利用太阳能源来获得节点的供电。

    另外一个方向是从系统的角度采用采取节能措施，可以从以下两方面考虑: