专利名称：一种具有数据包丢失的无线传感器网络滚动时域信噪比估计方法
技术领域：
本发明涉及无线传感器网络技术领域，特别涉及一种无线传感器网络的滚动时域信噪比估计方法。
背景技术：
信噪比是通信信号的关键参数，是通信质量的衡量指标之一。在无线通信中的许多场合，如调制信号的识别、Turbo Code的迭代译码、移动通信中的功率控制、自适应调制切换、自适应越区切换和信道分配等，都需要知道信噪比的数值，以获得最佳的性能。因此，信噪比估计是无线通信网络中的一个重要课题。近年来，信噪比估计技术已取得了一定的进展，国内外的研究者针对不同的信道环境和通信系统提出了各种信噪比估计算法。经对现有技术的文献检索发现，Wiesel,A.在文献 SNR estimation in time-varying fading channels (时变衰减信道中的信噪比估计，IEEE Transactions on Communications, 2006,841-848.)中基于极大似然估计方法设计了适用于时变衰减信道的信噪比估计器。Xu, X.在文献Subspace-based noisevariance and SNR estimation for OFDM systems (基于子空间方法的正交频分复用系统白勺噪声方差矛口信P||比估计，IEEE Wireless Communications and Networking Conference,2005,23-26.)中基于子空间特征值分解方法设计了适用于正交频分复用系统的信噪比估计器。Xu, H.在文献 A novel SNR estimation algorithm for 0FDM( 一种新的正交频分复用系统的信噪比估计算法，IEEE Vehicular Technology Conference, 2005, 3068-3071.)中，基于时间域的试验数据和自相关函数的特性设计了信噪比估计器，给出了平均信噪比估计值。但Xu，X.和Xu，H.所提出方法中的估计性能都依赖于试验数据的个数。Ren，G.在文献 A new SNR，s estimator for QPSK modulations in an AffGN channel ( 一种新的四项相移键控调制在加性高斯白噪声信道中的信噪比估计，IEEE Transactions onCircuits and Systems II Express Briefs, 2005, 331-335.)中，基于正交相移键控调制方式，利用信号与噪声的二阶、四阶矩之间的关系估计加性高斯白噪声通道的信噪比水平。Ren, G.在文献 SNR estimation algorithm based on the preamble for OFDM systemsin frequency selective channels (基于正交频分复用系统信道选择的信噪比估计算法，IEEE Transactions on Communications, 2005, 331-335.)中，基于之前的同步信号设计了一种用于正交频分复用系统信道选择的信噪比估计方法。然而，由于无线传感器网络的信道容量是有限的，使得传感器节点发送数据时需要通过竞争机制的路由协议调度数据包的发送。在同一时刻由于有多个节点竞争数据发送权，从而会导致网络传输冲突，导致传送的数据包丢失。在传输数据过程中，由于噪声对传输信道的干扰，也会引起数据包丢失。如果不对丢失的数据包进行补偿会使得整个系统的性能恶化。虽然近年来对于无线网络信噪比估计的研究已取得了一定的进展，但仍处于起步阶段。对于具有数据包丢失的无线传感器网络的信噪比估计问题的研究还很少，现有的方法都只是给出信噪比水平的估计，无法对丢失的数据包进行补偿，以克服数据包丢失对系统性能的影响。
发明内容
本发明的目的在于针对现有的无线传感器网络信噪比估计方法不能补偿数据包丢失的不足，本发明提出了一种适用于具有数据丢失的无线传感器网络滚动时域信噪比估计方法。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种具有数据包丢失的无线传感器网络滚动时域信噪比估计方法，具体步骤如下(I)、利用信噪比公式，功率控制算法和流速控制算法，得到如下无线传感器网络状态空间模型
权利要求
1.一种具有数据包丢失的无线传感器网络滚动时域信噪比估计方法，其特征在于，具体步骤如下 (1)、利用信噪比公式，功率控制算法和流速控制算法，得到如下无线传感器网络状态空间模型
全文摘要
一种具有数据包丢失的无线传感器网络滚动时域信噪比估计方法，步骤如下1)利用信噪比公式，功率控制算法和流速控制算法，得到无线传感器网络的状态空间模型；2)根据数据包丢失特性，将数据包丢失建模为一个Bernoulli分布的随机过程，得到具有数据包丢失的无线传感器网络模型；3)对于设定的滚动时域窗口长度N，权重矩阵∏，Q和R，将滚动时域信噪比估计问题转化为等价的最小化问题；4)基于一阶最优性原理和随机方法求解最小化问题，得到无线传感器网络滚动时域信噪比估计器，利用估计器给出信噪比的最优估计值和下一时刻的预测值。本发明模型合理，且具有补偿数据包丢失和在线计算功能。
文档编号H04W24/00GK102625338SQ20121006370
公开日2012年8月1日 申请日期2012年3月12日 优先权日2012年3月12日
发明者俞立, 刘安东, 宋海裕, 张丹, 张文安, 欧林林, 陈博 申请人:浙江工业大学