[发明专利]基于协作通信的分布式估计方法及系统

权利要求书

1.一种基于协作通信的分布式估计方法，其特征在于，包括：

步骤1、融合中心根据各个节点对信源的观测质量确定协作节点对，所述协作节点对由相互为协作伙伴的一个观测质量较好的节点和一个观测质量较差的节点组成，并将协作节点对的确定结果发送给对应的节点；

步骤2、所述融合中心根据当前的信道状况和观测质量对各个节点进行传输功率分配；

步骤3、各个节点根据接收的协作节点对的确定结果判断自身是否具有协作伙伴，若有，则执行步骤4，否则执行步骤5；

步骤4、协作节点对内相互为协作伙伴的两节点根据所述确定结果确定观测质量较好的节点和观测质量较差的节点，并按照所述融合中心分配的传输功率分别将观测质量较好的节点对所述信源进行观测获取的观测信息传输至所述融合中心；

步骤5、没有协作伙伴的节点按照所述融合中心分配的传输功率将自身对所述信源进行观测获取的观测信息直接传输至所述融合中心；

步骤6、所述融合中心对接收到的观测信息进行融合，获取所述信源的估计值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2之前，还包括：

步骤7、所述融合中心对各个节点的传输信道进行信道估计，获取信道状况。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步骤1具体包括：

步骤11、所述融合中心将各个节点按照观测噪声由小到大排列，并以最小观测噪声和最大观测噪声的均值作为分界线将节点对应划分到观测质量较好的节点集合和观测质量较差的节点集合；

步骤12、所述融合中心通过线性拟合方式，获取每个观测质量较好的节点的观测噪声与在一定观测质量条件下的协作伙伴节点的观测噪声阈值的函数关系；

步骤13、所述融合中心对观测质量较好的集合中的节点根据观测质量由好到差逐一在观测质量较差的集合中寻找协作伙伴，寻找条件为若观测质量较差的集合中的候选节点的观测噪声大于对应的观测噪声阈值，且该候选节点未被标记为其他节点的协作伙伴；

步骤14、所述融合中心将找到的符合所述寻找条件的候选节点标记为对应观测质量较好的节点的协作伙伴，确定该观测质量较好的节点与该候选节点为协作节点对，并将确定结果分别发送给对应的两节点；

步骤15、若观测质量较好的集合中的所有节点寻找协作伙伴未遍历完，则执行步骤13。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤15之后还包括：

步骤16、若观测质量较好的集合中的所有节点寻找协作伙伴节点已遍历完，则所述融合中心将未找到符合所述寻找条件的观测质量较好的集合中的节点以及不符合所述寻找条件的观测质量较差的集合中的节点作为没有协作伙伴的节点。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步骤4具体包括：

步骤41、协作节点对内相互为协作伙伴的两节点根据所述确定结果判断自身是观测质量较好的节点还是观测质量较差的节点，若是观测质量较好的节点，则执行步骤42，否则执行步骤43；

步骤42、按照所述融合中心分配的传输功率将自身对所述信源进行观测获取的观测信息进行放大后传输到所述融合中心；

步骤43、监听该协作节点对中观测质量较好的节点放大后的观测信息，获取所述放大后的观测信息的含噪副本，并按照所述融合中心分配的传输功率将所述含噪副本放大后传输到所述融合中心。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步骤6具体为：所述融合中心将接收到的所有观测信息采用线性最优无偏估计方法进行信息融合，获取所述信源的估计值。

7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步骤2具体包括：

步骤21、所述融合中心根据协作节点对的划分，计算并确定协作节点对和没有协作伙伴的传感器节点的开通状态；

步骤22、对开通的协作节点对和没有协作伙伴的节点进行传输功率分配；

步骤23、对开通的协作节点对根据协作节点对内两节点的信道状况，对两节点进行内部传输功率再分配；

步骤24、将各个节点的开通状态及分配的传输功率对应发送给各个节点，以使各个节点根据所述开通状态确定是否传输观测信息以及根据分配的传输功率传输观测信息。

8.一种基于协作通信的分布式估计系统，包括：信源、多个节点和融合中心，其特征在于，

所述融合中心，用于根据所述多个节点中的各个节点对所述信源的观测质量确定协作节点对，所述协作节点对由相互为协作伙伴的一个观测质量较好的节点和一个观测质量较差的节点组成，并将协作节点对的确定结果发送给对应的节点；还用于对各个节点的传输信道进行信道估计，获取信道状况，并根据当前的信道状况和观测质量对各个节点进行传输功率分配；以及用于对接收到的观测信息进行融合，获取所述信源的估计值；

所述多个节点，用于对所述信源进行观测获取观测信息，协作节点对内相互为协作伙伴的两节点根据接收的协作节点对的确定结果确定观测质量较好的节点和观测质量较差的节点，并按照所述融合中心分配的传输功率分别将观测质量较好的节点对所述信源进行观测获取的观测信息传输至所述融合中心；没有协作伙伴的节点按照所述融合中心分配的传输功率将自身对所述信源进行观测获取的观测信息直接传输至所述融合中心。