無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種由大量微型傳感器節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的多跳自組織的分布式網(wǎng)絡(luò),其具備數(shù)據(jù)采集與傳輸功能,在軍事國(guó)防、工農(nóng)業(yè)、城市管理等很多領(lǐng)域都有潛在的實(shí)用價(jià)值。隨著WSN業(yè)務(wù)日益多樣化,大量的數(shù)據(jù)信息需要匯集,而網(wǎng)絡(luò)鏈路不穩(wěn)定因素較多且節(jié)點(diǎn)能量受限,這就要求WSN必須具有高效的數(shù)據(jù)匯集能力。因此,在資源受限的無(wú)線傳感網(wǎng)內(nèi)如何高效的匯集數(shù)據(jù),降低網(wǎng)絡(luò)能耗,延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)使用壽命,已經(jīng)成為其亟待解決的問(wèn)題。針對(duì)無(wú)線傳感網(wǎng)中的數(shù)據(jù)匯集這一問(wèn)題,本文從兩個(gè)方面展開研究,一是從數(shù)據(jù)處理角度,挖掘無(wú)線傳感網(wǎng)自身數(shù)據(jù)的時(shí)空特性,減少網(wǎng)絡(luò)需要匯集的數(shù)據(jù)量;二是從數(shù)據(jù)傳輸角度,與有效的傳輸路由相結(jié)合,優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的傳輸效率。首先,本文采用分簇式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),在該結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,根據(jù)節(jié)點(diǎn)的能耗模型,以最小化網(wǎng)絡(luò)能耗為優(yōu)化目標(biāo),分析得出簇頭節(jié)點(diǎn)位于簇的中心區(qū)域時(shí),簇內(nèi)能耗最小,簇間采用多跳傳輸能夠有效降低能耗,并獲得整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的最優(yōu)分簇?cái)?shù)目,以此來(lái)構(gòu)建能量有效的分簇網(wǎng)絡(luò)模型。在簇內(nèi)采用時(shí)空壓縮感知技術(shù)對(duì)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行稀疏采樣,在簇間構(gòu)建能量感知的數(shù)據(jù)傳輸路徑,進(jìn)一步均衡網(wǎng)絡(luò)的傳輸能耗。其次,針對(duì)無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)密集分布、節(jié)點(diǎn)間存... 

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【文章頁(yè)數(shù)】：71 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖3.2分簇網(wǎng)絡(luò)模型

聚節(jié)點(diǎn) Sink，距離 Sink 節(jié)點(diǎn)較遠(yuǎn)的簇頭通過(guò)中間簇頭節(jié)點(diǎn)以多跳的方式傳輸數(shù)據(jù)到匯聚節(jié)點(diǎn) Sink。圖4.3 簇間傳輸示意圖對(duì)于簇間數(shù)據(jù)傳輸階段，要使數(shù)據(jù)更高效的傳輸?shù)絽R聚節(jié)點(diǎn)，傳輸路徑的中繼節(jié)點(diǎn)的選擇至關(guān)重要。本文將網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)引入分簇網(wǎng)絡(luò)，以優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)能耗為目標(biāo)，提出了基于網(wǎng)絡(luò)編碼的能量感知數(shù)據(jù)傳輸算法。該算法采用短距離多跳的方式增加傳輸路徑中的編碼機(jī)會(huì)，在選擇中繼節(jié)點(diǎn)時(shí)綜合考慮了節(jié)點(diǎn)的編碼機(jī)會(huì)和能量，減少了網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)拇螖?shù)并均衡了網(wǎng)絡(luò)能耗。4.2 能量感知的簇間數(shù)據(jù)傳輸算法4.2.1 編碼條件本算法采用文獻(xiàn)[42]中給出的編碼感知條件，將其應(yīng)用到簇間傳輸網(wǎng)絡(luò)，并對(duì)該條件進(jìn)行約束，本算法的編碼規(guī)則如下：1）簇頭節(jié)點(diǎn)通過(guò)壓縮感知的方式獲得感知區(qū)域內(nèi)的數(shù)據(jù)，然后通過(guò)短距離多跳的方式將數(shù)據(jù)傳輸?shù)絽R聚 Sink 節(jié)點(diǎn)；2）簇間傳輸網(wǎng)絡(luò)只涉及到簇頭節(jié)點(diǎn)，且網(wǎng)絡(luò)編碼操作只能在中繼簇頭節(jié)點(diǎn)進(jìn)行；3）要編碼的數(shù)據(jù)必須來(lái)自不同的數(shù)據(jù)流

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]基于壓縮感知的大規(guī)模無(wú)線傳感器網(wǎng)數(shù)據(jù)收集研究[D]. 吳宣夠.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2013

碩士論文
[1]基于壓縮感知的無(wú)線傳感網(wǎng)數(shù)據(jù)收集技術(shù)研究[D]. 王沖.解放軍信息工程大學(xué) 2015



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