1.一种无线传感器网络的信道估计方法,其特征在于,包括:节点数量确定步骤,在无线传感器网络中,计算同时进行信道估计的发送簇普通节点的数量;
选择步骤,选择列数与所述发送簇普通节点的数量相同的正交训练码矩阵;
信号生成步骤,根据所述正交训练码矩阵的码源数量,按照均匀分布随机生成训练数据源,并保存至发送簇中心节点和多个所述发送簇普通节点以生成训练信号;
接收步骤,多个接收簇普通节点同时接收由所述发送簇中心节点控制多个所述发送簇普通节点同时发送对应的所述训练信号;
转发步骤,所述接收簇普通节点转发所述训练信号至接收簇中心节点;
重构步骤,所述接收簇中心节点重构接收的所述训练信号的接收矩阵,获得重构训练矩阵;
分解步骤,所述接收簇中心节点对所述重构训练矩阵进行奇异值分解获得奇异向量;
建立方程组步骤,所述接收簇中心节点基于子空间理论重构所述奇异向量,建立信道矩阵的线性方程组;
估算步骤,所述接收簇中心节点求解所述线性方程组,获得所述信道矩阵的估计值。
2.根据权利要求1所述的无线传感器网络的信道估计方法,其特征在于,所述发送l,n簇普通节点的数量为N,所述正交训练码矩阵的表达式为S=[s ]L×N,其中l=l,…,L,n=1,…,N,根据所述正交训练码矩阵的码源数量,按照均匀分布随机生成训练数据源的表T达式为s=[s0 s1 … sK-1],所述训练数据源的长度为K。
3.根据权利要求2所述的无线传感器网络的信道估计方法,其特征在于,所述接收矩l,m阵的表达式为Y=[y ]L×M,其中l=1,…,L,m=1,…,M,在所述l时刻,第m个接收簇普通节点接收的所述训练信号的表达式为:l,m
其中,v 表示所述信道中的加性复高斯白噪声,hn,m表示从第n个发送簇普通节点到所述第m个接收簇普通节点的信道增益。
4.根据权利要求3所述的无线传感器网络的信道估计方法,其特征在于,在所述l时刻,所述第m个接收簇普通节点接收的所述训练信号表达式转换为Y=SH+V,其中,l,m l,mY=[y ]L×M,H=[hn,m]N×M,V=[v ]L×M,l=1,…,L,m=1,…,M,n=1,…,N。
5.根据权利要求4所述的无线传感器网络的信道估计方法,其特征在于,在忽略所述加性复高斯白噪声条件下,所述第m个接收簇普通节点接收的所述训练信号转换为Y=SH,其中, Xk为一个L×N实矩阵,Y的第j列表示为:其中, T表示转置。
6.根据权利要求5所述的无线传感器网络的信道估计方法,其特征在于,所述接收簇中心节点重构接收的所述训练信号的接收矩阵,获得重构训练矩阵为:将所述Y的所有列首尾相连获得一个接收分组y,所述信道为准静态瑞利衰弱信道,在长度为KI的数据帧的持续时间内,所述信道是为时不变的,将I个所述接收分组y构造成Ψ=[y1 … yI],并在所述加性复高斯白噪声条件下,获得重构训练矩阵Ψ,
7.根据权利要求6所述的无线传感器网络的信道估计方法,其特征在于,所述接收簇中心节点对所述重构训练矩阵进行奇异值分解获得奇异向量为:对所述重构训练矩阵Ψ进行奇异值分解,得到A A
Ψ=UΣW=[Us Un]ΣW
其中,A表示共轭转置,所述Us表示信号子空间,所述Us为一个ML×2K的矩阵,且所述Us包含了U的前2K列,所述Un表示噪声子空间,所述Un包含了所述U剩下的ML-2K列。
8.根据权利要求7所述的无线传感器网络的信道估计方法,其特征在于,所述接收簇中心节点对所述奇异向量进行重构,建立信道矩阵的线性方程组为:基于所述子空间理论,所述信号子空间与所述噪声子空间相互正交,得到表达式令P=ML-2K,将所述Un分解为Un=[u1…uP],将所述Un的第p列 分成长度为L×1的M块, 其中其中,(Xi)j表示Xi的第j列, 把Un的所
有列一起考虑并代入所述 获得线性方程组:
9.根据权利要求8所述的无线传感器网络的信道估计方法,其特征在于,所述接收簇中心节点求解所述线性方程组为:将所述 等价转化为令 获得 求出所
述信道矩阵的唯一解,将所述唯一解转换成矩阵形式,所述唯一解与实际信道相差常数α倍,将所述信道矩阵和所述正交训练码矩阵代入Y=SH,求出α,获得估计的实际信道。
10.一种无线传感器网络的信道估计系统,其特征在于,包括:节点数量确定单元,在无线传感器网络中,计算同时进行信道估计的发送簇普通节点的数量;
选择单元,选择列数与所述发送簇普通节点的数量相同的正交训练码矩阵;
信号生成单元,根据所述正交训练码矩阵的码源数量,按照均匀分布随机生成训练数据源,并保存至发送簇中心节点和多个所述发送簇普通节点以生成训练信号;
接收单元,多个接收簇普通节点同时接收由所述发送簇中心节点控制多个所述发送簇普通节点同时发送对应的所述训练信号;
转发单元,所述接收簇普通节点转发所述训练信号至接收簇中心节点;
重构单元,所述接收簇中心节点重构接收的所述训练信号的接收矩阵,获得重构训练矩阵;
分解单元,所述接收簇中心节点对所述重构训练矩阵进行奇异值分解获得奇异向量;
建立方程组单元,所述接收簇中心节点基于子空间理论重构所述奇异向量,建立信道矩阵的线性方程组;
估算单元,所述接收簇中心节点求解所述线性方程组,获得所述信道矩阵的估计值。