基于节点对互相关函数的未知辐射源无线传感器网络检测方法

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目标检测在无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)中有着重要的应用,在经典分布式检测架构下,当传感器节点的接收信号条件互相关时,本地最优判决规则已不再有似然比门限检测判决规则的形式,这使得求解本地最优判决规则的复杂度急剧增加。理论已经证明当观测值条件相关时,求解本地最优判决规则是一个完全问题。本文首先给出了经典分布式检测架构下,以传感器节点对接收信号互相关函数峰值的模值作为观测值,利用高斯-塞得迭代方法求解本地最优判决规则近似解的方法。然后给出了以信号到达传感器节点时间差(Time Difference of Ar-rival,TDOA)作为观测值进行检测的方法以及在支撑检测(Support Detection)框架下利用TDOA观测值和未知辐射源位置在空间的稀疏性进行定位的方法,其中定位是为了进一步验证检测结果。在经典分布式检测架构下,我们推导出了传感器节点对接收信号互相关函数峰值的模值的联合条件概率密度函数表达式,给出了等概率划分观测空间策略的具体步骤。仿真结果说明了该近似解能够有效地检测未知辐射源的有无。在以TDOA作为观测值的检测和定位中,我们给出了检测的近似最优判决规则,推导出了在奈曼-皮尔逊检测准则下,虚警概率与检测门限值的关系表达式,给出了在支撑检测框架下利用TDOA观测值和未知辐射源位置在空间的稀疏性进行定位的模型和求解方法。仿真结果给出了不同的传感器节点个数、不同的未知辐射源位置和不同的接收信号采样点个数条件下接收机工作特性(Receiver Operating Characteristics,ROC)的曲线,表明了所提出方法的有效性。
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