[发明专利]一种传感网容量型融合方法

说明书

本发明属于信息融合领域，具体公开了一种传感网容量型融合方法，方法包括：初始化融合系统，计算融合系统中断概率，计算使融合系统中断容量存在的单链路连通概率取值范围，计算中断概率数组和推算出融合系统中断容量。本方法能够为传感网信息融合提供融合方法指导，使得在考虑链路连通特性前提下的网络化信息融合问题更易于解析。

技术领域

本发明属于信息融合领域，涉及一种传感网容量型融合方法。

背景技术

传统的信息融合理论中对信号的处理包含集中式和分布式两种，第一种集中式信号处理(Centraliazed Signal Processing,CSP)，所有传感器的观测值或消息均传输到中心处理器，中心处理器基于传统的统计技术进行目标检测判决或信息处理，这种情况下仅有中心处理器作出统一处理，在传感器端不作局部判决和处理，理论上，集中式融合系统可获得最优性能。但这需要极大的带宽。第二种是分布式信号处理(Distributed SignalProcessing,DSP)，即由各个传感器实现数据的预处理以此得到局部判决并将此判决结果发送到融合中心，从而产生一个最终的全局决策。分布式信号处理系统的好处是减少通信带宽需求，提升可靠性和减少成本。

我们在传感网络信息融合研究中发现，可以从信道容量的角度对各条链路传输的信息进行集中式融合处理，但现有文献仍是基于复杂的概率分布公式，对集中式融合系统的规模有限制，同时网络中各链路的连通概率对传感网络的检测性能的影响也没有得到很好的体现。基于此，本发明提出的容量型融合方法(Capacity Fusion Rule,C-FR)对研究传感网的集中式信息融合问题具有很好的指导意义。

发明内容

发明目的：本发明旨在提供一种传感网信息融合方法，能够基于传感网链路连通概率和信道容量，以较为简洁直观的方式对融合系统进行集中式信息融合，从融合系统的中断概率和中断容量上可以评价融合系统的融合性能。

技术方案：为了实现上述发明目的，本发明的技术方案为：

一种传感网容量型融合方法，用于传感网信息融合系统，所述融合系统包括目标节点、融合中心和若干检测传感器节点，每个检测传感器检测目标均使用独立同分布的信道，所述方法包括以下步骤：

(1)初始化融合系统参数，包括待融合的检测传感器数目N，统一的单链路连通概率p，统一的单链路信道容量C₀，系统最大信号传输速率R以及系统允许的中断概率ε；

(2)基于检测传感器数目N，单链路连通概率p，单链路信道容量C₀和系统最大信号传输速率R计算融合系统中断概率P_out(R)；

(3)根据中断概率P_out(R)和给定中断概率ε求解使系统中断容量存在的单链路连通概率的取值范围p₀；

(4)如果p∈p₀，则转向步骤(5)，否则结束；

(5)计算中断概率数组Q:＝[Q₁,…,Q_i,…,Q_N]，其中

(6)从中断概率数组中找出满足小于中断概率ε的最大元素值的序号，计算得到融合系统的中断容量C_out。

进一步地，所述步骤(2)中，中断概率P_out(R)的表达式为：

或为

其中表示向下取整，为N个数中取l个数的组合。

进一步地，所述步骤(3)中满足条件的单链路连通概率的取值范围p₀为