信號(hào)檢測(cè)理論在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)探測(cè)中的應(yīng)用研究.pdf

1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN,Wireless Sensor Networks)的提出,是基于環(huán)境監(jiān)測(cè)和目標(biāo)追蹤等一系列的實(shí)際應(yīng)用需求。作為一種新興的對(duì)環(huán)境和目標(biāo)進(jìn)行感知與探測(cè)的技術(shù)手段,如何提高WSN對(duì)目標(biāo)的檢測(cè)效率是一個(gè)十分重要的研究?jī)?nèi)容。因此,WSN的信號(hào)檢測(cè)問題是其應(yīng)用和研究的關(guān)鍵問題之一。
　　本文利用信號(hào)檢測(cè)理論的經(jīng)典方法,以能量檢測(cè)器(ED,Energy Detector)和協(xié)方差檢測(cè)器(Covariance Detect

2、or)為主要研究目標(biāo),結(jié)合WSN的信號(hào)傳播模型以及空間相關(guān)性理論,采用本文定義的覆蓋面積作為性能指標(biāo),分析和比較了兩種檢測(cè)器的檢測(cè)性能。根據(jù)構(gòu)成檢測(cè)器的WSN節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)分類,分別從單點(diǎn)獨(dú)立檢測(cè)、兩點(diǎn)聯(lián)合檢測(cè)和三點(diǎn)聯(lián)合檢測(cè)三種配置方式,對(duì)ED和CD的檢測(cè)性能進(jìn)行了理論分析與仿真測(cè)試。
　　在單點(diǎn)獨(dú)立檢測(cè)和兩點(diǎn)聯(lián)合檢測(cè)的研究中,理論分析與仿真測(cè)試結(jié)果相一致。對(duì)于ED,使用兩點(diǎn)聯(lián)合檢測(cè)可以獲得比單點(diǎn)獨(dú)立檢測(cè)更好的檢測(cè)性能(更大的覆蓋面積)

3、。對(duì)于ED和CD進(jìn)行兩點(diǎn)聯(lián)合檢測(cè)的性能研究中,ED采用AND和OR兩種判決規(guī)則。理論分析和仿真結(jié)果表明,當(dāng)節(jié)點(diǎn)間的距離較小時(shí),使用CD可以獲得比ED更好的檢測(cè)效果。但是當(dāng)節(jié)點(diǎn)間的距離增大,使用ED的OR方式能獲得更好的檢測(cè)效果。對(duì)ED采用AND和OR兩種規(guī)則進(jìn)行兩點(diǎn)聯(lián)合檢測(cè)所獲得的覆蓋面積進(jìn)行分析可以得出結(jié)論,當(dāng)節(jié)點(diǎn)間的距離小于某一特定值,使用AND規(guī)則可以獲得比使用OR規(guī)則更好的檢測(cè)性能;反之,當(dāng)節(jié)點(diǎn)間的距離超過這一特定值,使用OR規(guī)

4、則可以獲得比AND規(guī)則更好的檢測(cè)性能。對(duì)于采用ED進(jìn)行兩點(diǎn)聯(lián)合檢測(cè)時(shí)AND規(guī)則與OR規(guī)則這一特定的性能分界點(diǎn),本文從理論上進(jìn)行了求解與驗(yàn)證。
　　論文還從理論上研究了三點(diǎn)聯(lián)合檢測(cè)問題,首先基于ED和CD這兩種基本檢測(cè)器,設(shè)計(jì)了適用于三點(diǎn)聯(lián)合檢測(cè)的檢測(cè)器。其次為了將三點(diǎn)聯(lián)合檢測(cè)的性能與單點(diǎn)獨(dú)立檢測(cè)以及兩點(diǎn)聯(lián)合檢測(cè)的性能進(jìn)行比較,設(shè)計(jì)了一種對(duì)檢測(cè)器的目標(biāo)區(qū)域的檢測(cè)概率分布進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與表示的算法。最后通過這種方法,對(duì)檢測(cè)器的單點(diǎn)獨(dú)立檢測(cè)、