信號檢測理論在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)探測中的應(yīng)用研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN,Wireless Sensor Networks)的提出,是基于環(huán)境監(jiān)測和目標(biāo)追蹤等一系列的實(shí)際應(yīng)用需求。作為一種新興的對環(huán)境和目標(biāo)進(jìn)行感知與探測的技術(shù)手段,如何提高WSN對目標(biāo)的檢測效率是一個十分重要的研究內(nèi)容。因此,WSN的信號檢測問題是其應(yīng)用和研究的關(guān)鍵問題之一。
　　本文利用信號檢測理論的經(jīng)典方法,以能量檢測器(ED,Energy Detector)和協(xié)方差檢測器(Covariance Detect

2、or)為主要研究目標(biāo),結(jié)合WSN的信號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器的檢測性能。根據(jù)構(gòu)成檢測器的WSN節(jié)點(diǎn)個數(shù)分類,分別從單點(diǎn)獨(dú)立檢測、兩點(diǎn)聯(lián)合檢測和三點(diǎn)聯(lián)合檢測三種配置方式,對ED和CD的檢測性能進(jìn)行了理論分析與仿真測試。
　　在單點(diǎn)獨(dú)立檢測和兩點(diǎn)聯(lián)合檢測的研究中,理論分析與仿真測試結(jié)果相一致。對于ED,使用兩點(diǎn)聯(lián)合檢測可以獲得比單點(diǎn)獨(dú)立檢測更好的檢測性能(更大的覆蓋面積)

3、。對于ED和CD進(jìn)行兩點(diǎn)聯(lián)合檢測的性能研究中,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,使用CD可以獲得比ED更好的檢測效果。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效果。對ED采用AND和OR兩種規(guī)則進(jìn)行兩點(diǎn)聯(lián)合檢測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)則更好的檢測性能。對于采用ED進(jìn)行兩點(diǎn)聯(lián)合檢測時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)合檢測問題,首先基于ED和CD這兩種基本檢測器,設(shè)計了適用于三點(diǎn)聯(lián)合檢測的檢測器。其次為了將三點(diǎn)聯(lián)合檢測的性能與單點(diǎn)獨(dú)立檢測以及兩點(diǎn)聯(lián)合檢測的性能進(jìn)行比較,設(shè)計了一種對檢測器的目標(biāo)區(qū)域的檢測概率分布進(jìn)行統(tǒng)計與表示的算法。最后通過這種方法,對檢測器的單點(diǎn)獨(dú)立檢測、