本文關(guān)鍵詞：WSN中基于壓縮感知的高能效數(shù)據(jù)收集方案

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【摘要】：可靠高效的數(shù)據(jù)收集是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless sensor networks,WSN)應(yīng)用中的關(guān)鍵問題.然而,由于無線通信鏈路的高失效率、節(jié)點資源受限以及環(huán)境惡劣等原因,網(wǎng)絡(luò)容易發(fā)生丟包問題,使得現(xiàn)有的數(shù)據(jù)收集方法無法同時滿足高精度和低能耗的要求.為此,本文提出了一種基于壓縮感知的高能效數(shù)據(jù)收集方案.該方案主要分為節(jié)點上的數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)收集路徑優(yōu)化兩個步驟.首先設(shè)計了基于指數(shù)核函數(shù)的稀疏矩陣來對感知數(shù)據(jù)進行稀疏化處理,然后綜合考慮了數(shù)據(jù)的傳輸能耗和可靠性等因素,采用分塊矩陣的思路,將單位矩陣和準循環(huán)低密度奇偶校驗(Low density parity check,LDPC)碼的校驗矩陣相結(jié)合構(gòu)造了測量矩陣,并證明了它與稀疏矩陣之間滿足限制等距性質(zhì)(Restricted isometry property,RIP).最后,將數(shù)據(jù)收集路徑優(yōu)化問題建模為哈密爾頓回路問題,并提出了基于樹分解的路徑優(yōu)化算法進行求解.仿真結(jié)果表明,在網(wǎng)絡(luò)存在丟包的情況下,本文方案仍然能夠保證數(shù)據(jù)收集的高精確度,相比于其他數(shù)據(jù)收集方案而言,本文方案在數(shù)據(jù)重構(gòu)誤差和能耗方面的性能更優(yōu).
【作者單位】： 中南大學信息科學與工程學院;湖南中醫(yī)藥大學管理與信息工程學院;
【關(guān)鍵詞】： 無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 數(shù)據(jù)收集 壓縮感知 樹分解 重構(gòu)誤差 能耗
【基金】：國家自然科學基金(61472449,61173169,61402542)資助~~
【分類號】：TN929.5;TP212.9
【正文快照】： 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless sensor networks,WSN)[1]是由一組傳感器節(jié)點構(gòu)成的無線自組織網(wǎng)絡(luò),它實時感知、采集各種被監(jiān)控對象的數(shù)據(jù)加以分析處理[2],然后將處理結(jié)果發(fā)送到Sink上,Sink再通過互聯(lián)網(wǎng)或衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)等發(fā)送數(shù)據(jù)到達管理節(jié)點,從而為網(wǎng)絡(luò)決策提供支持.對于WSN中的任何應(yīng)

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