Quantifizierung von Redundanz in Sensornetzwerken und die Beziehung zur Messunsicherheit

Abstract

Zusammenfassung In diesem Beitrag wird das Konzept der Redundanz aus metrologischer Sicht betrachtet. Anstatt die Anzahl der Messungen und der Freiheitsgrade des Systems zu zählen oder informationstheoretische Betrachtungen der Entropie zu machen, wird ein relativ praktischer und anschaulicher Ansatz gewählt, in dem der Redundanzbegriff eng mit der Messunsicherheit verknüpft wird. Metrologische Redundanz wird definiert über eine Änderung in der Messunsicherheit der Messgröße, wenn Sensoren aus dem Netzwerk herausgenommen werden. Eine alternative Angabe ist die Höchstanzahl der Sensoren, die aus dem Netzwerk herausgenommen werden können, ohne dass die Unsicherheit der Zielgröße über einen vorher gewählten Wert steigt. Verschiedene Metriken werden definiert, um die Redundanz zu quantifizieren. Die Begriffe und Metriken werden anhand verschiedener Beispiele erläutert. Diese beinhalten sowohl simulierte als auch reale Netzwerke und die Sensoren messen entweder dieselbe Größe (homogenes Netzwerk) oder unterschiedliche Größen (heterogenes Netzwerk).