[发明专利]无线传感网络的分布式滤波方法、装置、设备及存储介质

说明书

本发明公开了一种无线传感网络的分布式滤波方法、装置、设备及存储介质。该方法包括：建立无线传感网络在半马尔可夫切换拓扑下的分布式滤波系统模型，其中，所述半马尔可夫切换拓扑是采用半马尔可夫链描述的拓扑随机变化；确定所述分布式滤波系统模型下无线传感网络各节点的滤波增益；根据所述分布式滤波系统模型对所述无线传感网络各节点的感知对象进行状态估计。通过本发明的技术方案，能够综合考虑拓扑的随机跃迁特性，拓展分布式滤波系统模型的适用范围，贴近实际工程应用中的通信拓扑跃迁。

技术领域

本发明实施例涉及电力和网络通信技术领域，尤其涉及一种无线传感网络的分布式滤波方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

随着网络技术的迅猛发展和无线传感网的深入应用，分布式滤波问题的求解规模和复杂度越来越大，相应的求解难度也随之增加。

许多分布式滤波算法建立在相对理想的通信基础上，而实际的局域网或广域网中存在诸多不确定的未知因素，通信拓扑发生跃迁，展现出切换拓扑特性。分布式滤波算法对通信拓扑具有极强的依赖性，通信拓扑的跃迁，轻则导致基于理想通信设计的分布式滤波算法无法获取最优解，重则无法搜索到可行解，造成决策任务失败。现有的分布式滤波算法均是依赖于马尔可夫链描述的随机切换拓扑，马尔可夫链描述的随机切换拓扑仅适用于服从几何分布的拓扑滞留时间，导致分布式滤波模型无法准确反映拓扑的随机跃迁特性，适用范围小，不贴近实际的工程应用。

发明内容

本发明实施例提供一种无线传感网络的分布式滤波方法、装置、设备及存储介质，以实现能够建立无线传感网络在半马尔可夫切换拓扑下的分布式滤波系统模型，综合考虑拓扑的随机跃迁特性，拓展分布式滤波系统模型的适用范围，贴近实际工程应用中的通信拓扑跃迁。

第一方面，本发明实施例提供了一种无线传感网络的分布式滤波方法，包括：

建立无线传感网络在半马尔可夫切换拓扑下的分布式滤波系统模型，其中，所述半马尔可夫切换拓扑是采用半马尔可夫链描述的拓扑随机变化；

确定所述分布式滤波系统模型下无线传感网络各节点的滤波增益；

根据所述分布式滤波系统模型对所述无线传感网络各节点的感知对象进行状态估计。

所述建立无线传感网络在半马尔可夫切换拓扑下的分布式滤波系统模型，包括：

建立无线传感网络的目标对象的状态方程，所述状态方程表示为：

其中，x(k)为目标对象在k时刻的系统状态变量，z(k)为k时刻的系统输出，w(k)为k时刻的干扰信号，v为分布式时变时延，r(k)为k时刻的时变时延，A为第一系统矩阵，A_v为第二系统矩阵，B为第三系统矩阵，G为第四系统矩阵；

建立无线传感网络的测量方程，所述测量方程表示为：

其中，y_p(k)表示无线传感网络的第p个节点在k时刻的测量输出信号，C_p为测量矩阵，D_p为干扰矩阵，表示正整数集合；

获取所述无线传感网络的半马尔可夫切换拓扑；

建立所述无线传感网络的各节点的滤波器模型，所述各节点的滤波器模型表示为：