[发明专利]高斯信源下多中继网络的分布式压缩转发系统及设计方法

权利要求书

1.一种高斯信源下多中继网络的分布式压缩转发系统及设计方法，其特征在于：包括信源S、中继节点R_i和接收端D，其中i＝1,2…L，L表示中继节点的个数，所述信源S与接收端D之间无直接传输通道，通过中继节点R_i实现通信，信源S与中继节点R_i构成模拟传感网络，中继节点R_i与接收端D构成数字通信网络；

所述中继节点R_i处设置有信源编码器，所述信源编码器将接收到的混合了高斯白噪声的模拟信号Y_ri(t)进行抽样、量化和压缩编码，转化成数字信号Y′_ri(t)，各个中继节点R_i再以相同的发送功率P_r将数字信号Y′_ri(t)发送到接收端D，实现中继节点R_i到接收端D的数字化传输；

对传感器网络的分布式信源编码问题，采用分布式信源编码中的CEO理论建立多中继网络的率失真函数，并结合Shannon信道容量理论，将模拟传感网络与数字通信网络建立联系，从而在总功率受限条件下，在传感器网络和通信网络之间进行功率分配，使信噪比性能达到最大。

2.如权利要求1所述的一种高斯信源下多中继网络的分布式压缩转发系统及设计方法，其特征在于：所述信源S发送信源S上传感器获得的模拟信号X(t)，所述中继节点R_i接收到混合了高斯白噪声的模拟信号为Y_ri(t)＝X(t)+N_ri(t),i＝1,2,...,L，N_ri(t)表示第i个中继节点R_i处的高斯白噪声；

在失真度d允许范围内，中继节点R_i进行分布式信源编码后的总率失真函数表达式为：

$\begin{array}{c}R\left(d\right)=\frac{L}{2}\ln \frac{{\mathrm{Ld}}^{1-1/L}{\left({\mathrm{\σ}}_x^2\right)}^{1+1/L}}{{\mathrm{Ld\σ}}_x^2-{\mathrm{\σ}}_n^2({\mathrm{\σ}}_x^2-d)}=\frac{L}{2}\ln \frac{{\mathrm{Ld\σ}}_x^2{({\mathrm{\σ}}_x^2/d)}^{1/L}}{{\mathrm{Ld\σ}}_x^2-{\mathrm{\σ}}_n^2({\mathrm{\σ}}_x^2-d)}\\ =\frac{L}{2}\ln {({\mathrm{\σ}}_x^2/d)}^{1/L}+\frac{L}{2}\ln \frac{{\mathrm{Ld\σ}}_x^2}{{\mathrm{Ld\σ}}_x^2-{\mathrm{\σ}}_n^2({\mathrm{\σ}}_x^2-d)}\\ =\frac{1}{2}\ln ({\mathrm{\σ}}_x^2/d)+\frac{L}{2}\ln \frac{1}{1-\frac{{\mathrm{\σ}}_n^2}{{\mathrm{\σ}}_x^2}\frac{({\mathrm{\σ}}_x^2-d)}{Ld}}\\ =\frac{1}{2}\ln ({\mathrm{\σ}}_x^2/d)-\frac{L}{2}\ln \[1-\frac{{\mathrm{\σ}}_n^2}{{\mathrm{\σ}}_x^2}\frac{({\mathrm{\σ}}_x^2-d)}{Ld}\]\end{array}$

其中为高斯信源X(t)的平均功率。