基於長期感測雜訊變異量消息之無線感測網路能量效率化分散式估計

Abstract

在無線感測網路中因頻寬與能量的限制，每個感測器只能傳送有限個位元數至融合中心，此融合中心接收資料並且利用最佳線性不偏估計(best-linear-unbiased-estimator)融合規則估計未知參數。本論文中有兩種最佳能量分配策略被考慮：最小能量分散式估計及最小均方誤差(minimal mean square error)分散式估計。第一種策略為最小化總能量並滿足某程度的效能限制，而此效能限制為對量測雜訊變異量機率分佈取平均後的均方誤差。第二種策略為最小化平均均方誤差並滿足某程度的總能量限制。我們也考慮最小能量分散式估計在路徑衰減的拉瑞衰減通道中，而這個感測器與融合中心之間的通道用二進位對稱式通道(binary symmetric channel)來表示。現今有關能量分配的相關研究皆需已知瞬間雜訊變異量，而本論文提出的演算法只需知道長期雜訊變異量的統計特性。而這個問題被表示成凸型最佳化問題(convex optimization)，並且得到封閉式最佳解，最後從此演算法中可以發現一些與其他相關研究共同的特性。根據模擬結果，此演算法確實能顯著的改進能量使用效率比起均衡式能量分配。