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物联网技术的兴起被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。物联网技术的重要研究领域--无线传感器网络(WSN)是典型的具有交叉学科性质的军民两用战略高技术，可以广泛应用于国防军事、国家安全、环境科学、交通管理、城市信息化建设等领域。当今世界前沿的WSN技术专注于可靠、灵活、节能、高效、绿色等关键词，探究全新的底层调制解调方法和相应组网技术显得尤为迫切，具有重大理论和工程价值。 本文首先介绍了一种非对称二元相移键控调制与解调方法，即扩展的二元相移键控(Extended Binary Phase Shift Keying，EBPSK)调制解调器(MODEM)的基本原理，对其调制波形表达式、功率谱、误码率做了基本阐述；对EBPSK调制技术在频谱利用率、能耗节省方面的巨大优势做了研究；基于OPNET搭建了EBPSK-MODEM仿真模型，模拟特定信道下的EBPSK调制方式的误码率特性，为研究物理层和MAC层网络协议性能打下基础。 其次，一方面提出全新的基于EBPSK调制模型的无线传感网物理层网络协议，对协议的技术规范做了详细阐述。主要包括网络拓扑结构、数据帧结构、物理层管理服务描述、物理层数据服务描述以及EBPSK调制的优势等内容。另一方面基于OPNET建立了仿真模型，对全新的EBPSK网络协议的物理层性能进行仿真和评估，并选择传统的IEEE802.15.4物理层协议进行性能比对实验，证明全新的EBPSK物理层网络具有更好的性能。 最后，一方面提出全新的基于EBPSK的MAC层协议TDAWB(Time-Divided AccessWith Beacon，带有Beacon帧的时分访问控制)，对协议的技术规范做了详细阐述，主要包括超帧结构和帧结构等内容。另一方面搭建OPNET仿真模型，对TDAWB的固定节点和动态节点两种场景进行了仿真，并与传统IEEE802.15.4的MAC层协议进行了对比实验，表明了新设计的MAC层网络协议具有更好的性能。