1.一种保证静态目标检测质量的无源传感节点部署调度方法,其特征在于:包括以下步骤:
步骤1考虑区域中有M个目标点和N个能量源,目标点用集合O={o1,o2,…,oM}表示,能量源用集合C={c1,c2,…,cN}表示,在给定时间周期T内,无源传感节点需要捕获射频能量源发出的无线电波能量进行充电,然后对目标点进行信号采样和联合检测,检测噪声Q服从2
均值为0,方差为σ的正态分布;
步骤2将区域均匀划分成为X×Y个网格,网格大小由精度要求和计算能力决定,无源传感节点的候选部署位置设定为各网格中心,且在一个网格内可同时部署多个无源传感节点,网格中心用集合G={g1,g2,…,gX×Y};将时间周期T划分为K个等长的时隙,用集合Γ={t1,t2,…,tK}表示,时隙大小由精度要求和计算能力决定;
步骤3对于每一个网格中心gi∈G,计算若无源传感节点部署在该处,在T时间内可活跃工作的时隙个数ai,对于Γ中的每个时隙tk∈Γ,k=1,2,…,K,计算无源传感节点若在网格gi的tk时隙工作,系统在tk时隙的第一目标函数值,与不选取网格gi的tk时隙工作情况下,系统在tk时隙的第一目标函数值进行比较,选取对应第一目标函数值下降最大的ai个时隙作为无源传感节点在gi处的工作时隙,其余K‑ai个时隙作为充电时隙,计算网格gi的第二目标函数值;
步骤4遍历所有网格,新增无源传感节点部署在使得第二目标函数值最小的网格中,如果部署于多个网格的第二目标函数值相等,则新增无源传感节点随机部署于其中一个网格中;
步骤5判断当前部署方案下的第二目标函数值是否为0,若为0,能保证对区域内静态目标的检测质量满足系统要求,进入步骤6;否则,重复步骤3;
步骤6假设结束操作后共部署了Z个无源传感节点,用集合G'={g'1,g'2,…,g'Z}表示Z个无源传感节点的位置,以下会用无源传感节点位置直接指代该无源传感节点,用集合S={S1,S2,…,SZ}表示Z个无源传感节点的调度方案,其中的表达式为:
计算无源传感节点的初始充电时间Tini;
所述步骤3中,无源传感节点在网格中心gi∈G处,在T时间内可活跃工作的时隙个数的计算方法为:
其中,Pc为采样检测的功率,由传感模块自身的参数决定, 是网格中心gi处的充电功率,由公式(3)计算得到:
其中,w是整流效率,Gs是发送天线增益,Gr是接收天线增益,Lp是极化损耗,λ是波长,ε是调节参数,以保证 取值有限, 是能量源cn与网格中心gi之间的距离,Ps是能量源的发射功率;
所述步骤3中,系统在tk时隙的第一目标函数的表达式为:其中,β是系统要求的目标点检测率, 是在时隙tk内对目标点om的检测率,由公式(5)计算得到:
其中, 是位于距离目标点om的融合检测半径R范围内,在时隙tk内处于工作状态的无源传感节点个数, 是自由度为 的卡方分布的累积分布函数, 是时隙tk内目标点om的信号检测阈值,由公式(6)计算得到:其中, 是自由度为 的卡方分布的累积分布函数的逆函数,α是系统要求的虚警率,公式(5)中的 是融合检测半径R内在时隙tk内处于工作状态的第x个无源传感节点与目标点om之间的距离, 是距离目标点 处的信号强度,由公式(7)计算得到:
其中,W0是源信号强度,u是信号衰减系数,d0是单位距离;
所述步骤3和步骤4中,网格gi的第二目标函数的表达式为:所述步骤6中,Tini的确定方法为:其中, 是无源传感节点g'z的充电功率,由公式(3)计算得到。
2.如权利要求1所述的一种保证静态目标检测质量的无源传感节点部署调度方法,其特征在于:所述融合检测半径R的确定方法为:‑1
其中,W 是公式(7)中信号强度函数的逆函数。