壓縮傳感支配的無(wú)線電層析成像及其應(yīng)用.pdf

1、無(wú)線電層析成像(RTI，Radio Tomographic Imaging)是利用無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間傳輸?shù)纳漕l信號(hào)的陰影衰落特性來(lái)推測(cè)環(huán)境信息的過(guò)程。層析成像本質(zhì)上是由高維的測(cè)量信息恢復(fù)場(chǎng)景圖像，因此需要求解超定方程組的逆問(wèn)題。這需要建立大量的鏈路來(lái)進(jìn)行斷層掃描，因此對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的能耗與通信帶來(lái)了挑戰(zhàn)。近年來(lái)提出的壓縮傳感理論表明利用場(chǎng)景圖像具有稀疏表示的先驗(yàn)知識(shí)，僅需采集少量射頻信號(hào)即可進(jìn)行圖像重建。本文引入集中式的貝葉斯壓縮

2、傳感技術(shù)到無(wú)線電層析成像網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)場(chǎng)景圖像的壓縮測(cè)量，仿真與實(shí)驗(yàn)表明該算法可以以高概率恢復(fù)場(chǎng)景圖像，同時(shí)節(jié)約了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的能源與通信資源。
　　 本文主要研究工作包括以下幾個(gè)部分：
　　 1.研究層析成像網(wǎng)絡(luò)中無(wú)線信道陰影衰落特性。分析無(wú)線信道中物體遮擋情況與接收信號(hào)強(qiáng)度之間的關(guān)系，為壓縮傳感的層析成像提供測(cè)量手段。
　　 2.根據(jù)壓縮傳感理論，本文采用從所有通信鏈路中隨機(jī)抽取少量鏈路進(jìn)行壓縮測(cè)量，并用貝

3、葉斯壓縮傳感算法對(duì)場(chǎng)景圖像進(jìn)行重建。同時(shí)根據(jù)貝葉斯壓縮傳感理論提出的最大化增量熵，設(shè)計(jì)了最優(yōu)的增量測(cè)量方法。
　　 3.對(duì)基于貝葉斯壓縮傳感的層析成像方法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。通過(guò)與正交匹配追蹤算法進(jìn)行對(duì)比，分析測(cè)量次數(shù)與噪聲對(duì)恢復(fù)精度的影響。實(shí)驗(yàn)對(duì)單人、多人情況下的場(chǎng)景圖像做恢復(fù)，結(jié)果表明，該恢復(fù)算法在具有噪聲干擾的情況下也能以高概率恢復(fù)場(chǎng)景圖像；采用最優(yōu)增量測(cè)量方法比隨機(jī)增量測(cè)量方法重建誤差小、收斂速度快。實(shí)驗(yàn)表明本文引入的貝葉斯