多傳感器協(xié)同定位中的矢量壓縮方法研究.pdf

1、隨著無線通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信號處理技術(shù)、集成電路技術(shù)的飛速發(fā)展和日益成熟，無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展也得到快速的提升，并被廣泛應(yīng)用到軍事領(lǐng)域和民用領(lǐng)域中。其中，目標(biāo)輻射源無源定位是無線傳感器技術(shù)的重要應(yīng)用之一。在協(xié)同無源定位過程中，各節(jié)點(diǎn)需要將采集到的數(shù)據(jù)傳送到參考節(jié)點(diǎn)，這個過程，節(jié)點(diǎn)間存在著大量的數(shù)據(jù)傳輸。然而，傳感器節(jié)點(diǎn)的通信能力較弱且節(jié)點(diǎn)的能量有限，基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的無源定位，面臨著諸多挑戰(zhàn)。本文主要圍繞著對無線傳感

2、網(wǎng)絡(luò)無源定位中的數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)展開研究。
　　首先，本文對現(xiàn)有的無線傳感網(wǎng)絡(luò)無源定位技術(shù)進(jìn)行研究分析，針對上述傳感器節(jié)點(diǎn)間存在大量數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯栴}，學(xué)術(shù)界普遍提出“以計(jì)算換通信”的方式來解決。目前，由Mark L.Fowler和Chen Mo提出的基于費(fèi)舍爾信息量的數(shù)據(jù)壓縮方法能較好的解決這個問題。在信息傳輸速率和能量受限的條件下，利用基于費(fèi)舍爾信息量的數(shù)據(jù)壓縮方法進(jìn)行壓縮時(shí)，需要盡可能的保留信號中的費(fèi)舍爾信息量（費(fèi)舍爾信息是信號中攜

3、帶的待估計(jì)參數(shù)的信息）。即在數(shù)據(jù)壓縮后，數(shù)據(jù)中保留待估計(jì)參數(shù)的費(fèi)舍爾信息量越多，定位精度就越高。通過仿真證明，基于費(fèi)舍爾信息量的數(shù)據(jù)壓縮方法不僅能保證較高的TDOA估計(jì)精度，而且能取得較高的壓縮比。
　　目前，針對無源定位中的數(shù)據(jù)壓縮方法研究都是基于標(biāo)量量化的。眾所周知，矢量量化技術(shù)比標(biāo)量量化擁有更大的壓縮空間。而且，矢量量化的解碼技術(shù)也相對簡單，只要進(jìn)行查表操作就可以實(shí)現(xiàn)。通過仿真實(shí)驗(yàn)證明，在無源定位中采用矢量壓縮方法時(shí)，TDO

4、A估計(jì)精度會有些損失，但是該方法獲得巨大的壓縮比是基于費(fèi)舍爾信息量的數(shù)據(jù)壓縮方法所達(dá)不到的。在定位精度要求不高的情況下，可以使用矢量壓縮方法實(shí)現(xiàn)快速定位。本文探究不同量化維數(shù)、不同碼書大小對TDOA估計(jì)精度的影響，通過仿真實(shí)驗(yàn)可以得到：在碼書大小一定時(shí)，隨著矢量量化維數(shù)的增加，TDOA估計(jì)精度下降。量化維數(shù)一定時(shí)，隨著碼書大小的增加，TDOA估計(jì)精度也隨之上升。
　　在無源定位中采用矢量壓縮方法雖然能取得很高的壓縮比，但是矢量量化