[发明专利]一种分布式过程监控信源低计算复杂度高可靠编解码方法

摘要

本发明公开了一种分布式过程监控信源低计算复杂度高可靠编解码方法，针对编码端使用随机观测矩阵计算复杂度高的问题，本发明在编码端使用稀疏二进制观测矩阵，将非相关线性测量中的乘法运算变为加法运算，降低了编码计算复杂度，减少了算法的能量消耗，非常适合传感器节点进行独立编码；针对解码端过度依赖一个边信息，解码可靠性低的问题，本发明提出基于多边信息的分布式解码恢复算法，主要解决方案为使用多个边信息，通过信号间差分的估计稀疏度和恢复残差两个指标对边信息按照优先级排序，使用最优边信息提高解码准确率，在最优边信息无法获得时使用次优边信息，以此类推，提高解码可靠性。

主权项

一种分布式过程监控信源低计算复杂度高可靠编解码算法，其中相关参数如下：边信息集合为S＝{s1,s2,…sq,…sQ},q＝1,2,……,Q，其中sq∈RN；待编码信号集合为W＝{w1,w2,…wl,…wL},l＝1,2,……,L，其中wl∈RN；信号wl的观测矩阵用Φl表示，Φl是一个Ml×N大小的矩阵，Ml＜＜N，Φl为稀疏二进制观测矩阵；yl为使用观测矩阵对信号wl观测值，yl＝Φlwl；△ylq为信号观测值与边信息观测值的差分值，△ylq＝yl‑Φlsq；为使用贪婪追踪算法从△ylq恢复得到的信号间差分的估计值；为使用的边信息sq得到的信号wl的估计值，rlq为恢复残差，sc为经过选择后使用的边信息，其特征在于，所述算法流程如下：S1、编码端，采用稀疏二进制观测矩阵Φl对信号进行编码得到yl＝Φlwl，并将编码后的结果传输至解码端；S2、在解码端，计算yl与每个边信息观测后差值，得到观测后差值△ylq＝yl‑Φlsq；S3、用贪婪追踪算法从△ylq恢复得到差值估计S4、依据非零元素个数和恢复残差rlq两个指标对边信息按照优先级排序，首先按照非零元素个数由小到大排序，对于非零元素个数相同的边信息按照恢复残差rlq由小到大排序；S5、如果最优边信息通信中断，使用次优边信息，以此类推，直至得到使用的边信息sc；S6、计算信号观测值与边信息sc观测值的差分△ylc＝yl‑Φlsc；S7、从信号观测值差分△ylc恢复出信号间差分的估计S8、计算信号估计值，