In this paper, we consider networks of static sensors with integrated sensing and communication capabilities. The goal of the sensors is to propagate their collected information to every other agent in the network and possibly a human operator. Such a task requires constant communication among all agents which may result in collisions and congestion in wireless communication. To mitigate this issue, we impose locally non-interfering communication constraints that must be respected by every agent. We show that these constraints along with the requirement of propagating information in the network can be captured by a Linear Temporal Logic (LTL) framework. Existing temporal logic control synthesis algorithms can be used to design correct-by-construction communication schedules that satisfy the considered LTL formula. Nevertheless, such approaches are centralized and scale poorly with the size of the network. We propose a hierarchical LTL-based algorithm that designs communication schedules that determine which agents should communicate while maximizing network usage. We show that the proposed algorithm is complete and demonstrate its efficiency and scalability through numerical experiments.


翻译:在本文中,我们考虑的是具有综合遥感和通信能力的静态传感器网络。传感器的目标是将其收集的信息传播给网络中的其他所有代理机构,并在可能的情况下传播给人类操作者。这一任务要求所有代理机构之间不断沟通,这可能造成无线通信的碰撞和拥堵。为了缓解这一问题,我们设置了每个代理机构必须遵守的当地无干扰通信限制。我们表明,这些限制以及网络中信息传播要求可以通过线性时间逻辑(LTL)框架来捕捉。现有的时间逻辑控制合成算法可以用来设计符合所考虑的LTL公式的校正、逐条通信时间表。然而,这些方法是集中的,其规模与网络的规模相比差。我们提议了一个基于LTLT的等级算法,用以设计通信时间表,确定哪些代理机构在最大限度使用网络的同时应当进行沟通。我们表明,拟议的算法是完整的,并通过数字实验来显示其效率和可扩展性。

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