[發明專利]基于協作通信的分布式估計方法及系統

有效

• 申請號: 201210198973.1
• 申請日: 2012-06-14
• 公開（公告）號: CN102869026A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發明（設計）人: 韓宇;費禮;高強
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: H04W24/02
• 分類號: H04W24/02
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 劉芳

1.一種基于協作通信的分布式估計方法，其特征在于，包括：

步驟1、融合中心根據各個節點對信源的觀測質量確定協作節點對，所述協作節點對由相互為協作伙伴的一個觀測質量較好的節點和一個觀測質量較差的節點組成，并將協作節點對的確定結果發送給對應的節點；

步驟2、所述融合中心根據當前的信道狀況和觀測質量對各個節點進行傳輸功率分配；

步驟3、各個節點根據接收的協作節點對的確定結果判斷自身是否具有協作伙伴，若有，則執行步驟4，否則執行步驟5；

步驟4、協作節點對內相互為協作伙伴的兩節點根據所述確定結果確定觀測質量較好的節點和觀測質量較差的節點，并按照所述融合中心分配的傳輸功率分別將觀測質量較好的節點對所述信源進行觀測獲取的觀測信息傳輸至所述融合中心；

步驟5、沒有協作伙伴的節點按照所述融合中心分配的傳輸功率將自身對所述信源進行觀測獲取的觀測信息直接傳輸至所述融合中心；

步驟6、所述融合中心對接收到的觀測信息進行融合，獲取所述信源的估計值。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟2之前，還包括：

步驟7、所述融合中心對各個節點的傳輸信道進行信道估計，獲取信道狀況。

3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步驟1具體包括：

步驟11、所述融合中心將各個節點按照觀測噪聲由小到大排列，并以最小觀測噪聲和最大觀測噪聲的均值作為分界線將節點對應劃分到觀測質量較好的節點集合和觀測質量較差的節點集合；

步驟12、所述融合中心通過線性擬合方式，獲取每個觀測質量較好的節點的觀測噪聲與在一定觀測質量條件下的協作伙伴節點的觀測噪聲閾值的函數關系；

步驟13、所述融合中心對觀測質量較好的集合中的節點根據觀測質量由好到差逐一在觀測質量較差的集合中尋找協作伙伴，尋找條件為若觀測質量較差的集合中的候選節點的觀測噪聲大于對應的觀測噪聲閾值，且該候選節點未被標記為其他節點的協作伙伴；

步驟14、所述融合中心將找到的符合所述尋找條件的候選節點標記為對應觀測質量較好的節點的協作伙伴，確定該觀測質量較好的節點與該候選節點為協作節點對，并將確定結果分別發送給對應的兩節點；

步驟15、若觀測質量較好的集合中的所有節點尋找協作伙伴未遍歷完，則執行步驟13。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述步驟15之后還包括：

步驟16、若觀測質量較好的集合中的所有節點尋找協作伙伴節點已遍歷完，則所述融合中心將未找到符合所述尋找條件的觀測質量較好的集合中的節點以及不符合所述尋找條件的觀測質量較差的集合中的節點作為沒有協作伙伴的節點。

5.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步驟4具體包括：

步驟41、協作節點對內相互為協作伙伴的兩節點根據所述確定結果判斷自身是觀測質量較好的節點還是觀測質量較差的節點，若是觀測質量較好的節點，則執行步驟42，否則執行步驟43；

步驟42、按照所述融合中心分配的傳輸功率將自身對所述信源進行觀測獲取的觀測信息進行放大后傳輸到所述融合中心；

步驟43、監聽該協作節點對中觀測質量較好的節點放大后的觀測信息，獲取所述放大后的觀測信息的含噪副本，并按照所述融合中心分配的傳輸功率將所述含噪副本放大后傳輸到所述融合中心。

6.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步驟6具體為：所述融合中心將接收到的所有觀測信息采用線性最優無偏估計方法進行信息融合，獲取所述信源的估計值。

7.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步驟2具體包括：

步驟21、所述融合中心根據協作節點對的劃分，計算并確定協作節點對和沒有協作伙伴的傳感器節點的開通狀態；

步驟22、對開通的協作節點對和沒有協作伙伴的節點進行傳輸功率分配；

步驟23、對開通的協作節點對根據協作節點對內兩節點的信道狀況，對兩節點進行內部傳輸功率再分配；

步驟24、將各個節點的開通狀態及分配的傳輸功率對應發送給各個節點，以使各個節點根據所述開通狀態確定是否傳輸觀測信息以及根據分配的傳輸功率傳輸觀測信息。

8.一種基于協作通信的分布式估計系統，包括：信源、多個節點和融合中心，其特征在于，

所述融合中心，用于根據所述多個節點中的各個節點對所述信源的觀測質量確定協作節點對，所述協作節點對由相互為協作伙伴的一個觀測質量較好的節點和一個觀測質量較差的節點組成，并將協作節點對的確定結果發送給對應的節點；還用于對各個節點的傳輸信道進行信道估計，獲取信道狀況，并根據當前的信道狀況和觀測質量對各個節點進行傳輸功率分配；以及用于對接收到的觀測信息進行融合，獲取所述信源的估計值；

所述多個節點，用于對所述信源進行觀測獲取觀測信息，協作節點對內相互為協作伙伴的兩節點根據接收的協作節點對的確定結果確定觀測質量較好的節點和觀測質量較差的節點，并按照所述融合中心分配的傳輸功率分別將觀測質量較好的節點對所述信源進行觀測獲取的觀測信息傳輸至所述融合中心；沒有協作伙伴的節點按照所述融合中心分配的傳輸功率將自身對所述信源進行觀測獲取的觀測信息直接傳輸至所述融合中心。