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【2h】

Impact of Channel Errors on Decentralized Detection Performance of Wireless Sensor Networks: A Study of Binary Modulations, Rayleigh-Fading and Nonfading Channels, and Fusion-Combiners

机译：信道错误对无线传感器网络分散检测性能的影响：二进制调制，瑞利衰落和无衰落信道以及融合组合器的研究

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摘要

We provide new results on the performance of wireless sensor networks in which a number of identical sensor nodes transmit their binary decisions, regarding a binary hypothesis, to a fusion center (FC) by means of a modulation scheme. Each link between a sensor and the fusion center is modeled independent and identically distributed (i.i.d.) either as slow Rayleigh-fading or as nonfading. The FC employs a counting rule (CR) or another combining scheme to make a final decision. Main results obtained are the following: 1) in slow fading, a) the correctness of using an average bit error rate of a link, averaged with respect to the fading distribution, for assessing the performance of a CR and b) with proper choice of threshold, ON/OFF keying (OOK), in addition to energy saving, exhibits asymptotic (large number of sensors) performance comparable to that of FSK; and 2) for a large number of sensors, a) for slow fading and a counting rule, given a minimum sensor-to-fusion link SNR, we determine a minimum sensor decision quality, in order to achieve zero asymptotic errors and b) for Rayleigh-fading and nonfading channels and PSK (FSK) modulation, using a large deviation theory, we derive asymptotic error exponents of counting rule, maximal ratio (square law), and equal gain combiners.
机译：我们提供了有关无线传感器网络性能的新结果，其中许多相同的传感器节点通过调制方案将关于二进制假设的二进制决策传输到融合中心（FC）。传感器和融合中心之间的每条链路都被建模为独立模型，并且以慢瑞利衰落或非衰落的方式均匀分布（即i.d.）。 FC使用计数规则（CR）或其他组合方案做出最终决定。获得的主要结果如下：1）在慢衰落中，a）使用相对于衰落分布取平均值的链路平均误码率来评估CR的性能，以及b）适当选择以下各项的正确性：阈值，开/关键控（OOK）除了节省能源外，还表现出与FSK相当的渐近（大量传感器）性能；和2）对于大量传感器，a）对于慢衰落和计数规则，在给定最小传感器到融合链路SNR的情况下，我们确定最小传感器决策质量，以实现零渐近误差，并且b）对于瑞利衰落和非衰落信道以及PSK（FSK）调制，使用大偏差理论，得出计数规则，最大比率（平方律）和等增益组合器的渐近误差指数。

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