مشخصات مقاله | |
عنوان مقاله | Distributed Two-Step Quantized Fusion Rules via Consensus Algorithm for Distributed Detection in Wireless Sensor Networks |
ترجمه عنوان مقاله | قوانین فیوژن تدریجی دو مرحله ای توزیع شده از طریق الگوریتم توافق برای تشخیص توزیع در شبکه های سنسور بی سیم |
فرمت مقاله | |
نوع مقاله | ISI |
سال انتشار | |
تعداد صفحات مقاله | 15 صفحه |
رشته های مرتبط | کامپیوتر و مهندسی فناوری اطلاعات IT |
گرایش های مرتبط | شبکه های کامپیوتری |
کلمات کلیدی | تشخیص توزیع شده، تصمیم گیری نرمال، اجماع میانگین وزنی کوانتومی، شبکه های حسگر بی سیم |
کد محصول | E5148 |
نشریه | نشریه IEEE |
لینک مقاله در سایت مرجع | لینک این مقاله در سایت IEEE |
وضعیت ترجمه مقاله | ترجمه آماده این مقاله موجود نمیباشد. میتوانید از طریق دکمه پایین سفارش دهید. |
دانلود رایگان مقاله | دانلود رایگان مقاله انگلیسی |
سفارش ترجمه این مقاله | سفارش ترجمه این مقاله |
بخشی از متن مقاله: |
Abstract We consider the problem of distributed soft decision fusion in a bandwidth-constrained spatially uncorrelated wireless sensor network (WSN). The WSN is tasked with the detection of an intruder transmitting an unknown signal over a fading channel. Existing distributed consensus-based fusion rules algorithms only ensure equal combining of local data and in the case of bandwidth-constrained WSNs, we show that their performance is poor and does not converge across the sensor nodes (SNs). Motivated by this fact, we propose a two-step distributed quantized fusion rule algorithm where in the first step the SNs collaborate with their neighbors through error-free, orthogonal channels (the SNs exchange quantized information matched to the channel capacity of each link). In the second step, local 1-bit decisions generated in the first step are shared among neighbors to yield a consensus. A binary hypothesis testing is performed at any arbitrary SN to optimally declare the global decision. Simulations show that our proposed quantized two-step distributed detection algorithm approaches the performance of the unquantized centralized (with a fusion center) detector and its power consumption is shown to be 50% less than the existing (unquantized) conventional algorithm. I. INTRODUCTION WIRELESS sensor networks (WSNs) are spatially deployed over a field to monitor certain physical or environmental phenomena, to detect relevant quantities and to perform decision making functions. Because of their relatively low cost and robustness to sensor node (SN) failures they are receiving significant attention. However, there are a number of different strategies as to how the test statistics from each SN will be used in order to arrive at a final decision. We will first give a brief review before introducing our proposed approach. First consider the centralized solution where noisy observations collected from spatially distributed local SNs are sent (inter-sensor collaboration is not considered) to a global fusion center (FC) for a final decision [1]-[12]. Then, there are some recent publications [13]-[14] (in the context of estimation) that considered the effect of inter−sensor collaboration on the estimation performance. Here, the local SNs collaborate Part of the results in this paper have been presented at IET International Conference on Intelligent Signal Processing (ISP), London, UK, December 1-2, 2015 [32]. E. Nurellari and D. McLernon are with the School of Electronic and Electrical Engineering, University of Leeds, LS2 9JT, Leeds, U.K. (e-mail: elen@leeds.ac.uk; d.c.mclernon@leeds.ac.uk). M. Ghogho is with the School of Electronic and Electrical Engineering, University of Leeds, LS2 9JT, Leeds, U.K., and also with the International University of Rabat, Rabat, Morocco (e-mail: m.ghogho@leeds.ac.uk). |
ترجمه بخشی از مقاله: |
چکیده- در اینجا مسئله ترکیب تصمیم نرم توزیع شده در شبکه حسگر بی سیم (WSN) غیر همبسته فضایی با پهنای باند محدود را مورد بررسی قرار می دهیم. WSN مسئولیت تشخیص مزاحمی را برعهده دارد که درحال انتقال یک سیگنال ناشناخته روی کانال فیدینگ (محوشده) می باشد. الگوریتم های قواعد ترکیب مبتنی بر اجماع توزیع شده موجود تنها از ترکیب مساوی داده های محلی اطمینان حاصل کرده و درمورد WSN هایی با پهنای باند محدود، نشان می دهیم که عملکرد آنها ضعیف بوده و در میان گره های حسگر (SN) همگرایی حاصل نمی کنند. با توجه به این مسئله، الگوریتم قاعده ترکیب کمیت سنجی و توزیع شده دو مرحله ای پیشنهاد می کنیم که در مرحله اول، SNها با همسایگانشان از طریق کانال های متعامد بدون خطا همکاری می نمایند ( SN ها اطلاعات کمیت سنجی شده و تطبیق داده شده با ظرفیت کانال هر لینک را مبادله می نمایند). درمرحله دوم، برای دستیابی به اجماع، تصمیمات 1 بیتی اتخاذ شده در مرحله اول در میان همسایگان به اشتراک گذاشته می شود. تست فرضیه دودویی در هر SN اختیاری برای اعلان بهینه تصمیم کلی، اجرا می شود. شبیه سازیها نشان می دهد الگوریتم تشخیص توزیع شده دومرحله ای پیشنهادی، به عملکرد آشکارساز متمرکز کمیت سنجی نشده (با مرکز ترکیب) رسیده و نشان داده شده است که مصرف توانش 50 درصد کمتر از الگوریتم معمولی کمیت سنجی نشده موجود می باشد. |