[發明專利]一種異構傳感網目標檢測的能量分配方法

在審

• 申請號: 201510536500.1
• 申請日: 2015-08-27
• 公開（公告）號: CN105071972A
• 公開（公告）日: 2015-11-18
• 發明（設計）人: 梁菁;霍揚揚;胡耀月;劉懷遠;毛誠晨;朱方啟
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H04L12/24
• 分類號: H04L12/24;H04L12/26;H04W24/02;H04W84/18
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 張楊

1.一種異構傳感網目標檢測的能量分配方法，具體包括以下步驟：

步驟1、融合系統建模，根據各個傳感器發送到融合中心的信息建立最終的判決方法；

1.1、每個雷達傳感器根據自己的局部判決信息，獨立地生成假設H₀即沒有目標或者H₁即有目標，并將檢測判決信息以PAM調制方式發送到融合中心；檢測為有目標，發送信息u_k＝+v_k，反之，發送信息u_k＝-v_k；

1.2、在融合中心收到的來自第k個傳感器節點發來的信息為

y_k＝h_ku_k+n_k

其中，h_k為第k個銳利信道的衰落包絡，n_k為均值為0，方差為σ²的加性高斯白噪聲；

1.3、當u_k確定時，y_k服從均值為h_ku_k，方差為σ²的高斯分布，根據y_k的此性質及各個傳感器互相獨立的假設，得到似然函數比為

Λ(y)=f(y/H1)f(y/H0)=Πk=1KPdke-(yk-vkhk)22σ2+(1-Pdk)e-(yk+vkhk)22σ2Pfke-(yk-vkhk)22σ2+(1-Pfk)e-(yk+vkhk)22σ2;]]>

1.4、在大噪聲的條件下，似然比取對數形式的近似表達式為

limσ2→∞logΛ=limσ2→∞2σ2Σk=1K(Pdk-Pfk)ykhkvk;]]>

1.5、系數不影響最終的判決，所以最終的近似融合統計表達式為

X=Σk=1K(Pdk-Pfk)ykhkvk]]>

其中，P_dk、P_fk分別為第k個傳感器對目標的檢測概率與虛警概率；

1.6、基于判決門限τ，判決過程為

當P_dk、P_fk、h_k、v_k確定時：變量X/H_i，i＝0,1服從高斯分布，均值和方差分別為t^TB_it+c^Tt，其中，

t＝[t₁,...,t_K]^T,c＝[c₁,...,c_K]^T,a_i＝[a_i1,...,a_iK]^T,b_i＝[b_i1,...,b_iK]^T，

tk=vk2,ck=(Pdk-Pfk)2σ2,a1k=(Pdk-Pfk)(2Pdk-1),a0k=(Pdk-Pfk)(2Pfk-1),]]>

b1k=(Pdk-Pfk)2(1-4Pdk2+4Pdk),b0k=(Pdk-Pfk)2(1-4Pfk2+4Pfk);]]>

步驟2、能量優化分配方案，在系統總能量一定的情況下，優化不同傳感器節點發送到融合中心的能量，來提高檢測性能；

2.1、根據融合變量X的特性可得系統的檢測概率P_d0與虛警概率P_f0分別為

Pd0=P{X>τ/H1}=Q{τ-a1TttTB1t+cTt},Pf0=P{X>τ/H0}=Q{τ-a0TttTB0t+cTt};]]>

2.2、根據Q函數的單調遞減性與NP準則，當P_f0＝α時，為了最大化檢測概率P_d0，則優化目標函數為

mintQ-1(α)tTB0t+cTt+a0Tt-a1TttTB1t+cTt;]]>

s.ttk>0,Σk=1Ktk≤E]]>

其中，E為所有K個傳感器節點發送到融合中所需的總能量；

2.3、采用MATLAB工具箱的fmincon函數來求解目標函數。