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小波包分复用(WPDM)辅助的工业无线传感器网络

信号处理 2023-05-30 v1

摘要

工业物联网(IIoT)涉及多组传感器,每组通过多址信道(MAC)将其对特定现象的观测发送至中央计算平台。该中央平台包含决策融合中心(DFC),其通过合并接收到的本地传感器决策,就每组现象得出全局决策。由于传感器性质多样且所报告信息异构,DFC 去噪信号并就多现象得出多个可靠全局决策变得极具挑战。工业环境代表一种无窗且布满各类噪声电气与测量单元的特定室内场景。此时,MAC 被建模为受高斯与脉冲噪声共同污染的大规模阴影慢衰落信道。本文的主要贡献是提出一种基于小波包分复用(WPDM)的灵活、鲁棒且高噪声 resilient 多信号传输框架。每组传感器的本地观测在经 MAC 上报前,被波形编码至小波包基函数上。我们假设 DFC 配备多天线,由于接收波形的正交性,经波形编码的传感器观测可由一组线性滤波器或相关接收机分离。在 DFC 处,我们制定并比较了用于融合所接收多传感器决策的融合规则,以就多现象得出可靠结论。仿真结果表明,用于 IIoT 环境的 WPDM 辅助无线传感器网络(WSN)在误检概率方面较无 WPDM 的性能高出 10 倍以上的噪声免疫力。

关键词

引用

@article{arxiv.2305.17738,
  title  = {Wavelet Packet Division Multiplexing (WPDM)-Aided Industrial WSNs},
  author = {Indrakshi Dey and Nicola Marchetti},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2305.17738},
  year   = {2023}
}