基于Gossip算法的完全分布式子空間估計(jì).pdf

1、陣列信號(hào)處理在雷達(dá)、聲納、無線通信、生物醫(yī)學(xué)等許多領(lǐng)域都有著非常廣泛的應(yīng)用,隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展形成了低成本、具有信號(hào)處理和通信能力的分布式傳感器網(wǎng)絡(luò),這種系統(tǒng)可以應(yīng)用于軍事、工業(yè)、商用和民用等眾多領(lǐng)域。陣列信號(hào)處理在傳感器網(wǎng)絡(luò)提取感興趣的參數(shù)方面起了非常重要的作用,雖然在近幾十年涌現(xiàn)出很多陣列信號(hào)處理的算法和研究成果,但是將它們應(yīng)用于傳感器網(wǎng)絡(luò)仍然面臨著諸多挑戰(zhàn)。傳感器網(wǎng)絡(luò)由散布在工作區(qū)中的大量傳感器節(jié)點(diǎn)組成,節(jié)點(diǎn)通常以電池供電因此

2、能量有限,而且通信范圍和計(jì)算能力也是有限的,因此設(shè)計(jì)低能耗的分布式傳感器陣列算法是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。
　　在分布式的傳感器網(wǎng)絡(luò)中采用集中式子空間估計(jì)方法將面臨網(wǎng)絡(luò)花費(fèi)大、節(jié)點(diǎn)計(jì)算負(fù)擔(dān)重、數(shù)據(jù)集中處理難等許多問題,本論文針對這些問題,研究了基于 Gossip算法的完全分布式子空間估計(jì)方法,主要結(jié)果如下:
　　1.將冪法和優(yōu)化Gossip平均一致算法相結(jié)合,采用完全分布式的方法估計(jì)樣本協(xié)方差矩陣的特征向量,其優(yōu)點(diǎn)是不需要明確

3、的路由信息,所有節(jié)點(diǎn)并行的執(zhí)行計(jì)算,每個(gè)節(jié)點(diǎn)只估計(jì)其在特征向量中所對應(yīng)的值,具有很好的魯棒性而且低開銷。
　　2.為了提高完全分布式子空間估計(jì)的跟蹤性能,本文將Noja更新方程和Geographic Gossip平均一致算法相結(jié)合,提出采用完全分布式的方法跟蹤主子空間,每個(gè)節(jié)點(diǎn)僅僅估計(jì)其在子空間矩陣中所對應(yīng)的行,避免了數(shù)據(jù)集中處理的難題,仿真結(jié)果表明該分布式方法可以達(dá)到和集中式算法相似的性能,很好的逼近了真實(shí)信號(hào)子空間。