[发明专利]一种无线传感网中基于双环的节点选择旁瓣抑制方法

摘要

本发明公开了一种无线传感网中基于双环的节点选择旁瓣抑制方法，该方法属于无线通信领域，主要涉及传感网络协作波束成形中，基于双环的节点选择旁瓣抑制方法。本发明在现有技术的基础上，改进设计了基于双环和扇区结合的方法，能在保证接收端要求SNR的前提下，极大的减小了协作波束的旁瓣值，使旁瓣得到了有效的抑制。通过分析目的节点接收到的协作远场波形可以得到该节点选择方案的性能，在保证较窄的波束主瓣的前提下，能明显的看出本文的方法对波形旁瓣的抑制效果；本发明利用了当节点足够稀疏时，协作波束的方向性会更加明显；从环和扇区中进行节点选择，提高了系统性能的优势，提出在双环扇区进行交叉的选择，有效的提升了节点的稀疏性，增强了传输性能。

主权项

1.一种基于双环的节点选择旁瓣抑制方法，该方法包括：步骤1：建立模型；在一个半径为R的圆形区域内设置K个传感节点，每个节点的位置随机且满足均匀分布，在距离圆盘中心为A的位置有一个目的节点，需要从这K个节点中选择N个节点同时向目的节点进行协作传输数据信息；圆盘的中心被选为极点，因此，第k个节点的极坐标表示为sk(rk,ψk)，目的节点的坐标表示为D(A,φ0)，其中rk和ψk分别表示第k个节点的极径和极角，A和φ0表示极点与目的节点的距离和角度，每个传感节点配备一根全向天线，且发送功率相同；步骤2：区域划分；将圆形区域划分出一个内环区域和一个外环区域；其中：内环区域和外环区域面积相等，内环区域的外半径为R1,out，内半径为R1,in，外环区域的外半径为R2,out＝R，内半径为R2,in，且R2.in≥R1.out，因此，π(R2.out2‑R2.in2)＝π(R1.out2‑R1.in2)；同时将圆形区域划分为N个大小相等的扇区，则每个扇形区域都有相同的中心角度2π/N；设已知每个节点的位置及所属区域；令S2,i和S1,i分别表示外环和内环中被扇区分割的第i个区域(i＝{1,2...,N})，则属于这部分区域的节点表示为：步骤3：协作节点选择；从外环的每个奇数或偶数扇区进行随机选择传感节点，则总共会选出N/2个节点，再从内环的每个偶数或奇数扇区进行随机选择传感节点，则总共会选出N/2节点；将选择出的共N个节点同时向接收端发送数据信息，进行协作波束传输；步骤4：协作波束信号传输：当选择好N个协作节点以后，这些节点将共享相同的数据信息，同时进行协作波束传输；选择的第k个节点与任一接收节点(A,φ)的欧几里得距离表示为：由于A＞＞rk，因此欧几里得距离可近似为：dk(φ)≈A‑rkcos(φ‑ψk)设第k个节点的初始相位为其中k＝1,2...,N，载波的波长为λ，因此令其初始相位为：则形成的阵列因子为：设φ0＝0，则上面的阵列因子重写为：最终，远场波形表示如下：