小尺度衰落下雷达传感网络的目标检测性能分析.pdf

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1、电子科技大学UNIVERSITYOFELECTRONICSCIENCEANDTECHNOLOGYOFCHINA专业学位硕士学位论文MASTERTHESISFORPROFESSIONALDEGREE（电子科技大学图标）论文题目小尺度衰落下雷达传感网络的目标检测性能分析专业学位类别工程硕士学号201222020681作者姓名刘洋指导教师梁菁特聘研究员分类号密级注1UDC学位论文小尺度衰落下雷达传感网络的目标检测性能分析（题名和副题名）刘洋（作者姓名）指导教师梁菁特聘研究员电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士专业学位类别工程硕士工程领域名称

2、电子与通信工程提交论文日期2015.3.30论文答辩日期2015年5月13日学位授予单位和日期电子科技大学2015年6月答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。TARGETDETECTIONPERFORMANCEANALYSISFORRADARSENSORNETWORKUNDERSMALLSCALEFADINGAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:MasterofEngineeringAuthor:LiuYangA

3、dvisor:ProfessorLiangJingSchool:SchoolofElectronicEngineeringofUESTC独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名：日期：年月日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权

4、保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签名：导师签名：日期：年月日II摘要摘要雷达传感网络（RadarSensorNetwork，RSN）利用雷达传感器完整的探测功能和通信功能，不仅能够从多个角度获取与目标相关的信息，还能在自身组成的网络中进行传输，具有检测区域范围广，能耗低，体积小的特点。雷达传感器所布置的环境不同，收发信号经历的无线信道是不同的，RS

5、N的性能也会随之变化。本文在小尺度衰落信道条件下，针对RSN的几种组织结构分析了不同检测算法的目标检测性能。主要研究内容包括：1、研究了小尺度衰落信道的形成原因和分类，分析了Rayleigh和Nakagami信道仿真方法的结果是否符合理论的统计特征。2、本文建立了MIMO-RSN的信道模型，根据信道矩阵的奇异值分解，采用了充分利用优质信道的water-filling和补偿劣质信道的channel-inversion两种发射功率控制方法。建立了发射正交波和相同波的信号模型，推导了两种波形目标检测的判决门限，研究了相同波脉冲空时编码的信号模型和广义似然比检测

6、算法。仿真结果表明，water-filling控制可以大幅提高MIMO-RSN的检测概率，而channel-inversion使系统性能大幅下降，正交波在大信噪比时具有优势，而相同波在小信噪比时的性能更好，并且采用脉冲空时编码可以进一步提高检测概率。3、研究了并行结构分布式RSN的信号模型和六种检测算法：OLR、RaylCS、NakaCS、MRC、EGC和CV算法，证明并仿真验证了不同算法在不同信噪比下的等价特性，推导了MRC在小信噪比下的检测概率和判决门限近似表达式，仿真对比分析了这六种算法的性能随信道衰落程度、信噪比、传感器性能参数和数量变化趋势。仿

7、真结果表明，基于信道统计特征的RaylCS和NakaCS算法具有最接近OLR的性能，CV对信噪比的要求较高，性能衰减也较快，MRC和EGC各有优势，但对传感器的性能要求较高。4、研究了多址结构分布式RSN的信号模型和六种检测算法：OLR、MRC、EGC、Max-Log、CVML和CVMMSE算法，证明并仿真验证了CVML与Max-Log和OLR的近似关系，推导了MRC在小信噪比下的检测概率和判决门限近似表达式。仿真结果表明，CVMMSE由于在解码层面利用了传感器的性能参数，缓解了CV检测的阶梯特性，加权和检测MRC和EGC并没有由于检测中心天线数目增多而

8、获得明显的性能提升，Max-Log最接近最优的性能限，虽然计算量较大，但可以根据