[发明专利]面向能量受限的WSN中基于星座图旋转的安全分布式检测方法

权利要求书

1.一种面向能量受限的WSN中基于星座图旋转的安全分布式检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将若干传感器分布于本地物理系统附近对本地状态进行分布式检测，设本地状态为θ₀和θ₁，得各传感器的本地检测值；

2)对各传感器的本地检测值使用贝叶斯检测方法，得各传感器的贝叶斯检测结果LD，设各传感器的四个本地检测门限[λ_L2,λ_L1,λ_U1,λ_U2]，其中，0λ_L2λ_L1λ_U1λ_U2∞，将各传感器的贝叶斯检测结果LD与四个本地检测门限进行对比，量化得2比特量化值{b_k0b_k1}，其中，{b_k0b_k1}∈{00,01,10,11}，同时将贝叶斯检测结果LD大于λ_L1且小于λ_U1的传感器保持休眠状态；

3)各传感器将得到的2比特量化值{b_k0b_k1}采用QPSK调制方式送至AFC中，AFC接收各传感器发送过来的2比特量化值{b_k0b_k1}，然后向各传感器广播发送已知的导频信号，各传感器接收AFC广播发送过来的导频信号，然后根据接收到的导频信号估计主信道的幅度及相位再将待发送信号进行相位补偿，随后将主信道的幅度与预设阈值t₀进行比较，当大于等于t₀时，则采用原始调制星座图发送相位补偿后的信号；当小于t₀时，则采用旋转调制星座图发送相位补偿后的信号；

4)AFC接收各传感器发送过来的信号，完成能量受限的WSN中基于星座图旋转的安全分布式检测；

设主信道及窃听信道均为瑞利信道，信道的幅度服从瑞利分布，即f(|h|)＝2|h|exp(-|h|²)和|h|∈[0,∞)，根据能量受限的安全传输策略，则有

当第k个传感器到AFC的主信道幅度则该传感器向AFC发送的信号采用原始调制星座图；

当第k个传感器到AFC的主信道幅度则该传感器向AFC发送的信号采用在原始调制星座图基础上经过旋转角度φ后的星座图。

2.根据权利要求1所述的面向能量受限的WSN中基于星座图旋转的安全分布式检测方法，其特征在于，第k个传感器的检测模型为：

其中，x′_k为第k个传感器对本地状态的检测值，w_k为本地检测过程中存在的独立同分布零均值高斯噪声，w_k～N(0,σ²)，N(μ,σ²)表示期望为μ、方差为σ²的高斯分布，将第k个传感器的本地检测信噪比snr_L＝θ²/σ²。

3.根据权利要求1所述的面向能量受限的WSN中基于星座图旋转的安全分布式检测方法，其特征在于，第k个传感器的贝叶斯检测结果为：

其中f(θ_i|x′_k)是θ_i(i＝0,1)状态基于x′_k的条件概率分布函数。

4.根据权利要求1所述的面向能量受限的WSN中基于星座图旋转的安全分布式检测方法，其特征在于，绝对安全条件为：其中，λ₁表示第k个传感器采用原始调制星座图发送信号的概率，λ₂表示第k个传感器采用旋转调制星座图发送信号的概率。

5.根据权利要求1所述的面向能量受限的WSN中基于星座图旋转的安全分布式检测方法，其特征在于，AFC接收到的第k个传感器发送的信号为：

其中，为第k个传感器到AFC的主信道噪声。