[發(fā)明專(zhuān)利]一種協(xié)同檢測(cè)異構(gòu)信息融合方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810600479.0
• 申請(qǐng)日: 2018-06-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108964804B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-01-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姚昌華;王磊;賈永興;倪明放;徐煜華;孟俊燁
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)人民解放軍陸軍工程大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H04B17/309
• 分類(lèi)號(hào): H04B17/309;H04B17/336;H04W24/10
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專(zhuān)利中心 32203
• 代理人: 薛云燕

1.一種協(xié)同檢測(cè)異構(gòu)信息融合方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、初始化：協(xié)同檢測(cè)節(jié)點(diǎn)隨機(jī)選擇融合信息上報(bào)模式；

步驟2、環(huán)境信息獲取：獲取檢測(cè)信道和上報(bào)信道無(wú)線信道情況；

步驟3、融合方法確定：設(shè)定檢測(cè)指標(biāo)，選擇檢測(cè)融合規(guī)則，設(shè)定量化標(biāo)準(zhǔn)；計(jì)算滿(mǎn)足檢測(cè)指標(biāo)所需要的上報(bào)完整檢測(cè)數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)數(shù)目和上報(bào)本地檢測(cè)結(jié)果的節(jié)點(diǎn)數(shù)目，并結(jié)合上報(bào)信道質(zhì)量，具體確定每個(gè)節(jié)點(diǎn)的融合信息上報(bào)模式；

步驟4、協(xié)同檢測(cè)判決：按融合方案進(jìn)行信息上報(bào)匯聚，融合中心計(jì)算協(xié)同檢測(cè)結(jié)果；

步驟3所述的融合方法確定，具體如下：

步驟3.1、參數(shù)設(shè)定：根據(jù)檢測(cè)精度需求，設(shè)定檢測(cè)指標(biāo)；設(shè)定上報(bào)本地檢測(cè)結(jié)果所需要的量化比特?cái)?shù)；

步驟3.2、確定融合判決規(guī)則：根據(jù)檢測(cè)精度需求和協(xié)同檢測(cè)無(wú)線環(huán)境，設(shè)定融合判決規(guī)則；

融合中心采用OR進(jìn)行協(xié)同檢測(cè)判決，具體為：如果有一個(gè)以上協(xié)同檢測(cè)節(jié)點(diǎn)判決信號(hào)源存在，則融合中心將判決信號(hào)源存在；

系統(tǒng)對(duì)信號(hào)源信號(hào)的監(jiān)測(cè)概率為：

其中，是融合中心對(duì)信號(hào)源的綜合檢測(cè)概率；P_{d_l}是各個(gè)檢測(cè)節(jié)點(diǎn)本身對(duì)信號(hào)源的檢測(cè)概率，M是協(xié)同檢測(cè)節(jié)點(diǎn)數(shù)目；

步驟3.3、設(shè)定本地檢測(cè)門(mén)限：計(jì)算各個(gè)協(xié)同檢測(cè)節(jié)點(diǎn)對(duì)信號(hào)源進(jìn)行檢測(cè)時(shí)的判決門(mén)限，數(shù)學(xué)公式為：

其中，λ_l是本地檢測(cè)門(mén)限值；γ是信號(hào)源到檢測(cè)節(jié)點(diǎn)的信號(hào)噪聲功率比值；是根據(jù)中心極限理論，多信號(hào)合成統(tǒng)計(jì)形成的高斯分布概率密度函數(shù)的均值；N是檢測(cè)節(jié)點(diǎn)對(duì)信號(hào)源信號(hào)的采樣點(diǎn)數(shù)；Q^-1()是反函數(shù)，其原函數(shù)為：

步驟3.4、計(jì)算將上報(bào)完整檢測(cè)數(shù)據(jù)的各節(jié)點(diǎn)進(jìn)行匯總得到的檢測(cè)概率：

其中，K是上報(bào)完整檢測(cè)數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)數(shù)目；λ_K是融合K個(gè)節(jié)點(diǎn)上報(bào)的完整檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行信號(hào)源狀態(tài)判決的判決門(mén)限；P_{d_K}是融合K個(gè)節(jié)點(diǎn)上報(bào)的完整檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行信號(hào)源狀態(tài)判決的檢測(cè)概率；

步驟3.5、計(jì)算融合中心處的綜合虛警概率：

其中，是融合中心處的信號(hào)源檢測(cè)虛警概率，即信號(hào)源沒(méi)有發(fā)出信號(hào)，但是融合中心卻判決其信號(hào)存在的概率；是融合中心處的信號(hào)源檢測(cè)概率，即信號(hào)源發(fā)出了信號(hào)，融合中心也判決其信號(hào)存在的概率；

步驟3.6、確定各個(gè)節(jié)點(diǎn)的融合模式：

計(jì)算協(xié)同節(jié)點(diǎn)上報(bào)數(shù)據(jù)到融合中心所需的時(shí)間：

其中，R＝[R₁,R₂,...,R_M]為各個(gè)節(jié)點(diǎn)上報(bào)信息到融合中心的數(shù)據(jù)傳輸速率；τ_{ri_h}是第i個(gè)協(xié)同檢測(cè)節(jié)點(diǎn)上報(bào)本地檢測(cè)結(jié)果模式消耗的時(shí)間，其中i是節(jié)點(diǎn)編號(hào)；τ_{ri_s}是第i個(gè)協(xié)同檢測(cè)節(jié)點(diǎn)上報(bào)完整檢測(cè)數(shù)據(jù)模式消耗的時(shí)間，其中i是節(jié)點(diǎn)編號(hào)；τ_s是各個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)所消耗的時(shí)間；f是節(jié)點(diǎn)對(duì)信號(hào)源的采樣頻率；τ_r是各個(gè)節(jié)點(diǎn)上報(bào)信息到融合中心所消耗的時(shí)間。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的協(xié)同檢測(cè)異構(gòu)信息融合方法，其特征在于，該方法還包括步驟5、算法更新：如協(xié)同檢測(cè)方法面臨的無(wú)線電磁環(huán)境、檢測(cè)指標(biāo)需求發(fā)生變化，則返回步驟2重新收集環(huán)境信息和制定融合方案。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的協(xié)同檢測(cè)異構(gòu)信息融合方法，其特征在于，步驟1所述的初始化，具體如下：

步驟1.1、初始定義：

定義SU_i為檢測(cè)節(jié)點(diǎn)集合，i＝1,2,...,M，其中SU_i為編號(hào)為i的檢測(cè)節(jié)點(diǎn)，i為節(jié)點(diǎn)編號(hào)；SU_i為上報(bào)完整檢測(cè)數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)集合，i＝1,2,...,K，SU_i為上報(bào)本地檢測(cè)結(jié)果的節(jié)點(diǎn)集合，i＝K+1,K+2,...,M；

定義FC為協(xié)同檢測(cè)融合中心；R＝[R₁,R₂,...,R_M]為各個(gè)節(jié)點(diǎn)上報(bào)信息到融合中心的數(shù)據(jù)傳輸速率；

步驟1.2、融合模式初始化：各個(gè)節(jié)點(diǎn)隨機(jī)選擇上報(bào)信息模式，可選擇上報(bào)本地檢測(cè)結(jié)果到融合中心，或者選擇上報(bào)完整檢測(cè)數(shù)據(jù)到融合中心。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的協(xié)同檢測(cè)異構(gòu)信息融合方法，其特征在于，步驟2所述的環(huán)境信息獲取，具體如下：

步驟2.1、獲取檢測(cè)信道狀況：各個(gè)節(jié)點(diǎn)獲取自身到信號(hào)源之間的無(wú)線信道質(zhì)量狀況；

步驟2.2、獲取上報(bào)信道情況：各個(gè)節(jié)點(diǎn)獲取自身到融合中心之間的無(wú)線信道質(zhì)量狀況。