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应对坏苹果:基于测距的鲁棒网络定位的分布式松弛方法

最优化与控制 2016-10-31 v1

摘要

真实世界的网络应用必须应对故障节点、恶意攻击或某种面临损坏数据的节点——归类为离群值。一个支持性应用是网络节点的地理定位。然而,尽管在网络定位问题上有出色的研究,先前研究很少考虑离群数据——即使现在已部署的网络迫切需要鲁棒程序。我们提出鲁棒、快速且分布式的网络定位算法,对高功率噪声有弹性,同时在常规高斯噪声下也精确。我们使用Huber M估计量作为估计节点距离与噪声距离测量值之间的差异度量,从而得到一个鲁棒(但非凸)优化问题。然后我们设计了一个可在多项式时间内求解的凸下估计量,且在节点间项上紧。我们还提供了该凸下估计量的最优性界。我们提出了一种由范数构成的Huber函数的新表示,使得分布式鲁棒定位算法能够最小化所提出的下估计量。同步分布式方法具有最优收敛速率,异步方法在给定精度下有限时间收敛。我们贡献的主要亮点在于,我们在分布式计算中没有付出精度、通信成本或收敛速度方面的代价。仿真显示了我们使用所提算法的优势,无论在离群值存在下还是常规高斯噪声下:我们的方法在边长为1Km的区域内比基于L1范数的另一种鲁棒方法精度至少高出100m。

关键词

引用

@article{arxiv.1610.09020,
  title  = {Dealing with bad apples: Robust range-based network localization via distributed relaxation methods},
  author = {Cláudia Soares and João Gomes},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1610.09020},
  year   = {2016}
}