[发明专利]无线传感器网络中基于相关性的联合预编码方法

摘要

本发明属于无线传感器网络（WSNs，Wireless Sensors Networks）技术领域，特别涉及一种在无线传感器网络技术中利用传感器节点空间相关性进行的联合预编码。本发明通过挖掘无线传感器网络中利用MIMO中发射信号的空间相关特性对其进行预编码，在同等的功率限制条件下，相比传统的方法即预编码没有考虑空间相关性或者没有进行预编码，本发明能够获得更高的信道容量。而且相比于对MIMO发射信号非线性编码，线性编码具有更强的实际操作性。

主权项

无线传感器网络中基于相关性的联合预编码方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、将所有传感器接收到的数据记为xn，计算出传感器接收信号xn和噪声vn的协方差矩阵和将不同传感器与终端的信道矩阵记为Hn，终端接收的传感器的数据记为yn，其中，n表示传感器的节点，n为自然数，n＝1,2,…,N；S2、根据S1所述的噪声协方差矩阵和信道矩阵Hn，求得对Tn进行奇异值分解得到酉矩阵Ut，其中，由求逆得到的；S3、将S1所述的划分为对于传感器1求得相应的对传感器n可以得到Gn，对进行奇异值分解得到酉矩阵Ug；S4、计算最优对角阵其中λk(·)表示·的奇异值，Φ为拉格朗日系数；S5、根据S3所述酉矩阵Ug和S4所述最优对角阵计算最优预编码矩阵其中，J矩阵非对角元的元素都为1，对角元素都为0，由xn的协方差矩阵求逆获得，n∈[1,2,...,N]；S6、建立Guass‑Seidel(高斯‑赛德尔)迭代，包括：S61、令循环次数为i，i为非负整数i＝0，随机产生一组预编码矩阵作为初始化的预编码矩阵；S62、在i+1步：在固定的条件下通过S5所述计算同理依次在条件下通过S5所述计算S63、在系统设定的容许误差下，即情况下返回到S62，其中f(·)为目标函数，ε定义为容忍误差，但不满足上述条件，则终止；S7、在给定信道Hn和噪声vn的情况下，对应输入xn使得信道容量最大，得到最优预编码矩阵n＝1,2,…,N，完成对所有传感器节点预编码。