We consider a fundamental remote state estimation problem of discrete-time linear time-invariant (LTI) systems. A smart sensor forwards its local state estimate to a remote estimator over a time-correlated $M$-state Markov fading channel, where the packet drop probability is time-varying and depends on the current fading channel state. We establish a necessary and sufficient condition for mean-square stability of the remote estimation error covariance as $\rho^2(\mathbf{A})\rho(\mathbf{DM})<1$, where $\rho(\cdot)$ denotes the spectral radius, $\mathbf{A}$ is the state transition matrix of the LTI system, $\mathbf{D}$ is a diagonal matrix containing the packet drop probabilities in different channel states, and $\mathbf{M}$ is the transition probability matrix of the Markov channel states. To derive this result, we propose a novel estimation-cycle based approach, and provide new element-wise bounds of matrix powers. The stability condition is verified by numerical results, and is shown more effective than existing sufficient conditions in the literature. We observe that the stability region in terms of the packet drop probabilities in different channel states can either be convex or concave depending on the transition probability matrix $\mathbf{M}$. Our numerical results suggest that the stability conditions for remote estimation may coincide for setups with a smart sensor and with a conventional one (which sends raw measurements to the remote estimator), though the smart sensor setup achieves a better estimation performance.


翻译:我们认为离散时间线性时变( LTI) 系统存在根本性的远程状态估算问题。 一个智能传感器将其本地状态估算向远端估计器转发给与时间相关的时间相关时间相关 $M$美元 Markov 淡化频道的远程估算器, 包装下降概率是时间变化的, 取决于当前淡化频道状态。 我们为远程估算差差差差的平均值稳定性设定了一个必要和充分的条件 $rho2 (\ mathbf{A})\rho (\mathbf{DM}) < 1$, 其中, 美元(cdot) 将当地状态估算结果转发给远端估算器, 美元(cdod) 美元表示光谱半径半径, $\mathbf{A} 美元是LTI 系统的状况过渡矩阵, $mathff{D} 美元是包含在不同频道状态的基数下降概率, $math f{M} 美元是马尔多的过渡模型。 我们建议以智能周期性模型为基础的估算法方法, 提供了新的稳定度, 以新的基数的基数显示的基数的基数的稳定性条件, 显示的基数值的基数值的基数的稳定性是比值, 我们的基数的基数的基数的基数的基数的基数, 显示的基数的基数的基数, 显示的基数的基数, 度的基数的基数可能显示的基数, 度的稳定性的基数的基数的基数的基数的基数的基数的基数的基数可以更好地显示的基数, 度可以显示的基数。

0
下载
关闭预览

相关内容

【干货书】机器学习速查手册,135页pdf
专知会员服务
125+阅读 · 2020年11月20日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
78+阅读 · 2020年7月26日
【Manning新书】现代Java实战,592页pdf
专知会员服务
99+阅读 · 2020年5月22日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
152+阅读 · 2019年10月12日
已删除
将门创投
7+阅读 · 2019年10月15日
动物脑的好奇心和强化学习的好奇心
CreateAMind
10+阅读 · 2019年1月26日
Ray RLlib: Scalable 降龙十八掌
CreateAMind
9+阅读 · 2018年12月28日
人工智能 | ICAPS 2019等国际会议信息3条
Call4Papers
3+阅读 · 2018年9月28日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
条件GAN重大改进!cGANs with Projection Discriminator
CreateAMind
8+阅读 · 2018年2月7日
Arxiv
0+阅读 · 2021年7月28日
Arxiv
3+阅读 · 2018年2月24日
VIP会员
相关资讯
已删除
将门创投
7+阅读 · 2019年10月15日
动物脑的好奇心和强化学习的好奇心
CreateAMind
10+阅读 · 2019年1月26日
Ray RLlib: Scalable 降龙十八掌
CreateAMind
9+阅读 · 2018年12月28日
人工智能 | ICAPS 2019等国际会议信息3条
Call4Papers
3+阅读 · 2018年9月28日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
条件GAN重大改进!cGANs with Projection Discriminator
CreateAMind
8+阅读 · 2018年2月7日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员