[發(fā)明專利]聯(lián)合SFFT與COA的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)部署結(jié)構(gòu)及頻譜重建方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810083847.9
• 申請(qǐng)日: 2018-01-29
• 公開（公告）號(hào): CN108259095B
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳方舟;陳力;陳曉輝;王衛(wèi)東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)
• 主分類號(hào): H04B17/382
• 分類號(hào): H04B17/382;H04W4/38;H04W84/18
• 代理公司: 北京凱特來知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;鄭哲

1.一種聯(lián)合SFFT與空中計(jì)算COA的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)部署結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括：分散在各區(qū)域內(nèi)的頻譜采集傳感器節(jié)點(diǎn)，以及一個(gè)匯聚節(jié)點(diǎn)；

所有頻譜采集傳感器節(jié)點(diǎn)具有相同的結(jié)構(gòu)，均包括：依次連接的寬帶頻譜天線、延時(shí)器、ADC、第一基帶處理模塊、DAC以及發(fā)射天線；由所有頻譜采集傳感器節(jié)點(diǎn)配合實(shí)現(xiàn)信號(hào)的稀疏快速傅里葉變換SFFT與空中計(jì)算COA；

所有頻譜采集傳感器節(jié)點(diǎn)發(fā)射的信號(hào)在空中疊加，由匯聚節(jié)點(diǎn)接收；匯聚節(jié)點(diǎn)通過后處理從接收的信號(hào)幀提取出數(shù)據(jù)域，以此完成頻譜的重建；

若頻譜采集傳感器節(jié)點(diǎn)的總數(shù)為L(zhǎng)，采樣得到的N點(diǎn)信號(hào)s(n)將被拆分為L(zhǎng)段，每段表示為s_l(m)并且長(zhǎng)度為M，則對(duì)應(yīng)的N點(diǎn)信號(hào)頻譜S(k)表示為：

其中，N＝ML是采樣所得信號(hào)s(n)的長(zhǎng)度，與均為傅里葉變換中的旋轉(zhuǎn)因子，k＝0...N-1；

對(duì)于每一個(gè)頻譜采集傳感器節(jié)點(diǎn)，采樣頻率為f_s/L，之后通過第一基帶處理模塊中的FFT模塊進(jìn)行M點(diǎn)的FFT；其中，f_s為總采樣頻率；第l個(gè)頻譜采集傳感器節(jié)點(diǎn)，其發(fā)射的符號(hào)為：

其中，mod是求余運(yùn)算，h_l是第l個(gè)頻譜采集傳感器節(jié)點(diǎn)的信道響應(yīng)，是第l個(gè)頻譜采集傳感器節(jié)點(diǎn)的預(yù)處理系數(shù)，且滿足η為接收電平；

對(duì)于匯聚節(jié)點(diǎn)，通過接收L個(gè)頻譜采集傳感器節(jié)點(diǎn)的輸出，并進(jìn)行后處理，最終重建成一個(gè)采樣頻率為f_s的N點(diǎn)信號(hào)的頻譜

其中，n(k)為噪聲。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聯(lián)合SFFT與空中計(jì)算COA的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)部署結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一基帶處理模塊包括：FFT模塊、預(yù)處理模塊以及脈沖成型濾波器；通過FFT模塊對(duì)ADC輸出的離散序列做快速傅里葉變換，再通過預(yù)處理模塊對(duì)FFT模塊的輸出結(jié)果進(jìn)行預(yù)處理，并封裝成信號(hào)幀，最終通過脈沖成型濾波器后送往DAC。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聯(lián)合SFFT與空中計(jì)算COA的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)部署結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述匯聚節(jié)點(diǎn)包括：依次連接的接收天線、ADC以及第二基帶處理模塊，所述接收天線負(fù)責(zé)接收所有頻譜采集傳感器節(jié)點(diǎn)發(fā)送的信號(hào)，經(jīng)過ADC進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后，由第二基帶處理模塊進(jìn)行后處理，從接收的信號(hào)幀提取出數(shù)據(jù)域，以此完成頻譜的重建。

4.一種適用于權(quán)利要求1所述無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)部署結(jié)構(gòu)的寬帶無(wú)線頻譜重建方法，其特征在于，包括：

對(duì)一個(gè)信號(hào)s(n)進(jìn)行采樣，采樣時(shí)間為T_s，總采樣頻率為f_s，則信號(hào)s(n)的頻譜S(k)表示為：

若頻譜采集傳感器節(jié)點(diǎn)的總數(shù)為L(zhǎng)，采樣得到的N點(diǎn)信號(hào)s(t)將被拆分為L(zhǎng)段，每段表示為s_l(m)并且長(zhǎng)度為M，則對(duì)應(yīng)的N點(diǎn)信號(hào)頻譜S(k)表示為：

其中，N＝ML是采樣所得信號(hào)s(n)的長(zhǎng)度，與均為傅里葉變換中的旋轉(zhuǎn)因子，k＝0...N-1；

對(duì)于每一個(gè)頻譜采集傳感器節(jié)點(diǎn)，采樣頻率為f_s/L，之后通過第一基帶處理模塊中的FFT模塊進(jìn)行M點(diǎn)的FFT；其中，f_s為總采樣頻率；第l個(gè)頻譜采集傳感器節(jié)點(diǎn)，其發(fā)射的符號(hào)為：

其中，mod是求余運(yùn)算，h_l是第l個(gè)頻譜采集傳感器節(jié)點(diǎn)的信道響應(yīng)，是第l個(gè)頻譜采集傳感器節(jié)點(diǎn)的預(yù)處理系數(shù)，且滿足η為接收電平；

對(duì)于匯聚節(jié)點(diǎn)，通過接收L個(gè)頻譜采集傳感器節(jié)點(diǎn)的輸出，并進(jìn)行后處理，最終重建成一個(gè)采樣頻率為f_s的N點(diǎn)信號(hào)的頻譜

其中，n(k)為噪聲。