无线传感器网络中分布式波束形成算法的研究

来源 :南京邮电大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:LISA19861011
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无线传感器网络(WSN)由大量的微型传感器节点组成。由于节点的电池寿命有限,其通信和计算能力受到很大的限制。随着集成电路技术的快速发展,生产轻小、廉价和高性能的传感器节点越来越容易。如果它们被适当的部署,这些节点就可以相互协作构成天线阵列,通过使用波束形成技术建立一个与无人机的通信连接,然后就可以实现复杂的信号处理功能。鉴于传感器的功耗要求,无线传感器网络的主要问题是尽可能延长其运行寿命。为了分散节点之间的处理和通信负载,提出了两种分布式波束形成算法。第一种是基于QR分解的分布式算法,第二种是基于迭代的分布式算法。这两种算法的性能用计算成本、通信成本和总功耗进行评估,然后和集中式算法进行比较。建立MATLAB仿真模型对性能进行分析,结果表明,处理负载有效地分散在了节点之间。第一种算法的计算成本和集中式算法一样。然而,第二种算法的计算成本低于集中式算法,其取决于算法的收敛性。对于这两种算法,分散处理负载的代价是增加了通信成本,从而导致了网络总功耗的增加。然而,每个传感器节点的平均功率仍低于集中式算法中的簇头,这样就延长了节点的寿命。因此,这两种算法增强了网络的可扩展性和鲁棒性。
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