[发明专利]用于无线传感网扩展类分多址访问的带宽分配方法

摘要

本发明涉及一种用于无线传感网扩展类分多址访问的带宽分配方法，属于无线通信技术领域。首先各节点对参数进行观测，将观测结果进行量化，为每个节点类均匀分配初始带宽，并根据分配带宽生成正交波形，从生成的正交波形中选择一个正交波形，向无线传感网中的融合中心传输观测结果，无线传感网中的融合中心接收到来自各节点的发射信号后得到接收信号，对接收信号进行匹配滤波处理，计算融合中心计算检测反馈量，各节点根据检测反馈量为各节点类重新分配带宽。本方法通过扩展类分多址使节点，更高效地利用带宽资源，同时提高了融合中心对待观测参数的估计质量和通信带宽的使用效率。

主权项

1.一种用于无线传感网扩展类分多址访问的带宽分配方法，其特征在于该方法包括以下各步骤：(1)无线传感网中的各节点对无线传感网工作环境中的参数θ进行观测，得到观测结果x_i，节点将观测结果x_i进行M阶量化，将M个量化值定义为S_m，m＝1，…，M，量化值相同的节点划分为一个节点类，设第i个节点的量化值为S_m，则第i个节点属于m节点类；(2)在初始状态下，每个节点为每个节点类均匀分配初始K_m个带宽，每个节点根据分配的带宽，生成的正交波形为：φ_m，k(t)，m＝1，…，M，k＝1，…，K_m，其中0≤t≤T，T为正交波形的时间宽度；(3)每个节点生成的正交波形中选择一个正交波形，向无线传感网中的融合中心传输观测结果，选择方法为：设第i个节点属于m节点类，则该节点从为m节点类分配的上述K_m个正交波形中任意选择一个，使该节点的发射信号为：si(t)=ϵdφmi,ki(t)]]>其中ε_d为节点发射信号所用的功率；(4)无线传感网中的融合中心接收到来自各节点的发射信号后得到接收信号y(t)，并利用以下公式对接收信号进行匹配滤波处理，得到匹配滤波后信号y_m，k：ym,k=∫0Ty(t)φm,k*(t)dt;]]>(5)通过下式计算得到融合中心计算检测反馈量m⁺和m^-，计算过程如下：p^m=Σk=1Km(|ym,k|2-σc2Nϵd)+]]>其中m＝1，…，M，为m节点类的经验概率值，为融合中心接收机的热噪声的方差，N为无线传感网中节点的个数，|y_m，k|表示求复数y_m，k的模值，(x)⁺表示取0和x中的最大值，设定一个经验概率阈值η，用于对进行检测，η的取值为0-1之间的实数，若则检测结果记为H₁，若则检测结果记为H₀，并记检测反馈量m^-等于第一个检测结果为H₁时的的序号，检测反馈量m⁺等于最后一个检测结果为H₁时的的序号，融合中心将m^-和m⁺发送给无线传感网中的各节点；(6)无线传感网中各节点根据接收到的检测反馈量m^-和m⁺，利用以下公式为各节点类分配带宽K_m：Km=[N2-N·ϵdσc2·p(m-,m+)]]]>其中[·]为取整操作，p(m^-，m⁺)利用以下公式计算：p(m-,m+)=Q(Sm-Δ/2-θ‾σs)-Q(Sm+Δ/2-θ‾σs)]]>或p(m-,m+)=Δ2πσsexp(-(Sm-θ‾)22σs2)]]>其中Q(x)为标准高斯分布的尾部概率函数，Δ为节点进行量化时量化区间的长度，为节点观测噪声的方差，(7)重复步骤(1)-(6)，无线传感网进行下一次测量时，节点在步骤(2)中使用上述步骤(6)分配带宽K_m。