Efficient distributed consensus in wireless sensor networks
Notice bibliographique
Résumé
Many applications of wireless sensor networks can be formulated as instances of the distributed average consensus problem. This problem involves reaching a network state where each node has the same value---the average of the initial values. Reaching a consensus can be challenging in practical scenarios where the network topology varies in time due to node mobility or unreliable wireless communication links. Randomized gossip algorithms are attractive methods for such scenarios because they do not require specialized routes; they rely on asynchronous updates between random pairs of nodes. However, the communication overhead of gossip is high on topologies that are generally used for modeling wireless sensor networks. Here we propose novel gossip algorithms that reach the consensus with fewer wireless transmissions compared to randomized gossip.We first propose greedy gossip with eavesdropping. This algorithm takes advantage of the broadcast nature of wireless transmissions such that nodes eavesdrop on the updates in their neighborhood. Consequently, when a node wakes up for gossip update, instead of choosing a neighbor randomly, it chooses the neighbor which has the most different value than its own. We prove that greedy updates in this fashion are guaranteed to converge faster than randomized gossip and the communication savings can be expressed as a function of the maximum number of neighbors in the network.Then we move on to studying the problem of reaching consensus on a high-dimensional vector. Although consensus on the entries of a vector can be achieved by running gossip in parallel for each entry, this can be wasteful when only few entries of the vector are significant. This thesis presents threshold and top-m selective gossip algorithms which aim to reach a consensus only on the significant entries of the consensus vector. Both algorithms focus communication resources at each update on exchanging only the significant entries of the local vectors. We prove that such myopic updates identify the significant entries of the consensus vector successfully. Using these algorithms, we propose novel approaches to decentralized compression and distributed particle filtering in wireless sensor networks. Numerical experiments demonstrate communication savings over existing methods.The methods proposed in this thesis are appropriate alternatives to randomized gossip because they do not require additional information to be transmitted beyond local neighborhoods. Taken together our results indicate that it is possible to decrease the communication overhead of randomized gossip while preserving its attractive properties.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,004 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».