基于置信传播的分布式参数估计

批准号:
62001027
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
24.0 万元
负责人:
李彬
依托单位:
学科分类:
信号理论与信号处理
结题年份:
2023
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
李彬
国基评审专家1V1指导 中标率高出同行96.8%
结合最新热点,提供专业选题建议
深度指导申报书撰写,确保创新可行
指导项目中标800+,快速提高中标率
微信扫码咨询
中文摘要
新一代信息系统呈现出网络规模巨型化、节点部署密集化、分析决策智能化的新特征。采用分布式参数估计实现对海量数据的高效处理,已成为网络中智能信号处理的关键。本课题针对大规模复杂网络应用,研究基于置信传播的分布式参数估计方法。首先,针对线性模型中置信传播算法的收敛性问题,采用阻尼方法改善其收敛特性,揭示阻尼系数与收敛速度之间的本质关系,从而优化求解最佳阻尼系数。其次,针对置信传播算法在非线性模型中不存在闭合表达式的问题,通过对模型的级数展开和多维高斯分布的分块边缘化处理,推导参数化置信传播算法,并设计双环迭代更新机制,提升算法收敛性和估计精度。最后,针对全局目标参数的一致性估计问题,通过引入软约束条件构建因子图模型,将全局参数边缘分布共识问题转化为多参数的一致性估计问题,实现全局目标参数与局部参数的联合估计。本课题的研究工作丰富了分布式参数估计理论,对大规模复杂网络中的信号处理应用具有重要价值。
英文摘要
The new generation information system has the characters of large-scale network size, high-density node deployment, and intelligent decision-making. Developing efficient distributed parameter estimation methods is very critical for intelligent signal processing in large-scale networks with massive data. In this project, distributed parameter estimation methods based on belief propagation are investigated for large-scale networks. First, in linear systems, damping is used to improve the convergence properties of belief propagation. The relationship between the convergence properties and damping factors is disclosed, and damping factors are optimized to achieve the fastest convergence rate. Then, to develop parametric belief propagation in nonlinear systems, the second-order Taylor expansion of nonlinear model and block marginalization of high-dimensional Gaussian distribution are used. To further improve the convergence and accuracy of the parametric belief propagation, a double-loop iterative algorithm is designed. Finally, to realize the consensus estimation of a single global parameter, belief propagation on a factor graph with soft constraints is proposed. Moreover, in the joint estimations of global parameters and local parameters, the consensus estimation of the global parameter's marginal distribution is derived and transformed into that of multiple parameters. In summary, this project will contribute to provide new fundamental theories on distributed parameter estimation and practical implementations for signal processing in large-scale networks.
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.1109/twc.2022.3164521
发表时间:2022-10
期刊:IEEE Transactions on Wireless Communications
影响因子:10.4
作者:Bin Li;N. Wu;Yik-Chung Wu;Yonghui Li
通讯作者:Bin Li;N. Wu;Yik-Chung Wu;Yonghui Li
DOI:10.23919/jcc.2023.01.006
发表时间:2023-01
期刊:China Communications
影响因子:4.1
作者:Haoyang Li;Bin Li;Tingting Zhang;Yuanfang Feng;N. Wu
通讯作者:Haoyang Li;Bin Li;Tingting Zhang;Yuanfang Feng;N. Wu
DOI:10.1109/tcomm.2021.3114873
发表时间:2021-12
期刊:IEEE Transactions on Communications
影响因子:8.3
作者:Yunsi Ma;N. Wu;J. A. Zhang;Bin Li;L. Hanzo
通讯作者:Yunsi Ma;N. Wu;J. A. Zhang;Bin Li;L. Hanzo
DOI:10.1109/jiot.2022.3215714
发表时间:2023-03
期刊:IEEE Internet of Things Journal
影响因子:10.6
作者:Lyuxiao Yang;N. Wu;Bin Li;W. Yuan;L. Hanzo
通讯作者:Lyuxiao Yang;N. Wu;Bin Li;W. Yuan;L. Hanzo
DOI:10.1109/tvt.2022.3206254
发表时间:2023-02
期刊:IEEE Transactions on Vehicular Technology
影响因子:6.8
作者:Yikun Zhang;Bin Li;N. Wu;Yunsi Ma;W. Yuan;L. Hanzo
通讯作者:Yikun Zhang;Bin Li;N. Wu;Yunsi Ma;W. Yuan;L. Hanzo
大规模非线性网络中基于消息传递的分布式参数化推理研究
- 批准号:62371045
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:50万元
- 批准年份:2023
- 负责人:李彬
- 依托单位:
国内基金
海外基金
