I ett sensornät är kommunikationen mellan sensorer i praktiken beroende av: 1) fel eller fel vid slumpmässiga tidpunkter; 2) kostnader; och 3) begränsningar eftersom sensorer och nätverk fungerar under knappa resurser, såsom kraft, datahastighet eller kommunikation. Signal-till-buller-förhållandet (SNR) är vanligtvis en huvudfaktor för att bestämma sannolikheten för fel (eller kommunikationsfel) i en länk. Dessa sannolikheter är då en proxy för det SNR under vilket länkarna fungerar. I dokumentet studeras problemet med att utforma topologin, dvs. att tilldela sannolikheten för tillförlitlig kommunikation mellan sensorer (eller länkfel) för att maximera graden av konvergens av genomsnittligt samförstånd, när länkkommunikationskostnaderna beaktas, och det finns en övergripande begränsning av kommunikationsbudgeten. För att ta detta problem i betraktande tar vi upp ett antal preliminära frågor: 1) modellera nätverket som en slumpmässig topologi; 2) fastställa nödvändiga och tillräckliga villkor för genomsnittlig kvadratisk känsla (mss) och nästan säker (a.s.) konvergens av genomsnittlig konsensus när nätverkslänkar misslyckas; och i synnerhet (3) visa att ett nödvändigt och tillräckligt villkor för både mss och a.s. konvergens är att den algebraiska konnektiviteten hos den genomsnittliga grafen som beskriver nätverkets topologi är strikt positiv. Med dessa resultat formulerar vi topologidesign, med förbehåll för slumpmässiga länkfel och en kommunikationskostnadsbegränsning, som ett begränsat konvext optimeringsproblem som vi tillämpar semidefinita programmeringstekniker. Vi visar genom en omfattande numerisk studie att den optimala designen avsevärt förbättrar konvergenshastigheten hos konsensusalgoritmen och kan uppnå den asymmetriska prestandan hos ett icke-slumpmässigt nätverk till en bråkdel av kommunikationskostnaden.
I referensreferensreferensdokumentet studeras avvägningen mellan konvergensnivån och den mängd kommunikation som sker i nätverket.
Sensor Networks with Random Links: Topology Design for Distributed Consensus
{'venue': 'ArXiv', 'journal': 'ArXiv', 'mag_field_of_study': ['Computer Science', 'Mathematics']}