压缩感知框架下的水下传感网活跃节点选择方案
发布时间：2021-05-20 22:13
对海洋开展科学研究、民事开发或实施海洋军事活动均需以海洋环境信息为基础。故人们日益增长的认识海洋需求推动着大规模、高效海洋监测传感网建设。压缩感知框架下的水下传感网可为大规模水下信息获取提供节能高效的解决方案。而对于各节点数据传输代价存在差异的中心型水下传感网,该压缩感知信息获取模式下的活跃节点选择结果对网络能量消耗与数据重建精度均有直接影响。故本文基于压缩感知框架下水下传感网信息获取模式,在考虑各感知节点到汇聚节点数据传输代价差异的前提下,探索活跃节点选择方案及与其相适应的多用户检测方法。这对构建节能高效的水下环境信息获取传感网具有积极意义。首先介绍了压缩感知框架下的传感网信息获取模式及传统的节点随机活跃策略。然后在中心型水下二维传感网模型基础上,描述水下信道衰减、噪声。并给出与传输距离有关的单跳传输能耗计算方式,以此作为本文所关注的各节点数据传输代价差异。接着,基于各节点数据传输代价差异,进行压缩感知框架下水下传感网活跃节点选择方案设计。方案设计原则为在数据重建精度约束的基础上实施节省网络能耗策略。在汇聚节点处求解基于此原则的优化问题来进行活跃节点选择。本文对基于考虑传输代价节点选...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究意义
1.2 课题研究现状及分析
1.3 本文主要研究内容
第2章 压缩感知框架下的传感网信息获取系统建模
2.1 压缩感知技术
2.1.1 数据的稀疏表示
2.1.2 压缩感知的测量矩阵
2.1.3 压缩感知的重建算法
2.2 压缩感知框架下传感网信息获取的系统模型
2.3 两种节点随机活跃策略
2.3.1 中心式随机活跃策略
2.3.2 分散式随机活跃策略
2.4 本章小结
第3章 水下各节点单跳数据传输能耗计算
3.1 水下二维传感网模型
3.2 水声信道传播损失及噪声
3.3 传输能量消耗计算
3.4 水下各节点数据传输代价的差异
3.5 本章小结
第4章 水下传感网活跃节点选择方案
4.1 活跃节点选择方案设计
4.1.1 方案设计原则
4.1.2 方案实施细节
4.2 考虑传输代价节点选择方案与随机节点选择方案的对比
4.2.1 仿真实验设置
4.2.2 针对较小观测区域的仿真实验
4.2.3 针对较大观测区域的仿真实验
4.3 本章小结
第5章 与活跃节点选择方案相适应的多用户检测
5.1 分散式随机活跃策略下的多用户检测
5.1.1 IDMA下基于压缩感知用户活跃性检测的系统模型
5.1.2 基于压缩感知的多用户检测
5.1.3 仿真实验及结果分析
5.2 考虑传输代价节点选择方案下的多用户检测
5.2.1 IDMA下的多用户检测
5.2.2 低密度扩展下的多用户检测
5.2.3 仿真实验及结果分析
5.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]LDS多用户检测和LDPC码译码的联合迭代算法[J]. 雷维嘉,刘玥岑,谢显中. 北京邮电大学学报. 2017(04)
[2]基于格基约减的扩频通信多址干扰抑制算法[J]. 鲍亚川,蔚保国. 电子与信息学报. 2017(05)
[3]基于联合稀疏图的CDMA系统建模与分析[J]. 文磊,雷菁,魏急波,王建新. 华南理工大学学报(自然科学版). 2016(09)
[4]LDPC码译码算法及性能分析[J]. 李秀花,高永安,马雯. 现代电子技术. 2014(01)
[5]贪婪算法与压缩感知理论[J]. 方红,杨海蓉. 自动化学报. 2011(12)
[6]基于冗余字典的信号超完备表示与稀疏分解[J]. 张春梅,尹忠科,肖明霞. 科学通报. 2006(06)
[7]码分多址中的几种用户检测技术的分析与比较[J]. 葛万成,杨鹏,蔡文钧. 同济大学学报(自然科学版). 2002(09)
博士论文
[1]水下传感器网络高效数据传输协议研究[D]. 洪璐.中国海洋大学 2011
[2]海洋监测传感器网络关键技术研究[D]. 罗汉江.中国海洋大学 2010
硕士论文
[1]基于压缩感知的多用户检测技术研究[D]. 杜睿.哈尔滨工业大学 2017
[2]稀疏码多址接入技术研究[D]. 王俊.北京邮电大学 2016
[3]三维水声传感器网络自适应分辨率数据重构研究[D]. 胡滨.哈尔滨工业大学 2015
[4]基于数据融合的水下传感器网络部署研究[D]. 刘亚闯.河南科技大学 2015
[5]IDMA关键技术研究[D]. 杜岧.北京邮电大学 2015
[6]直接序列扩频系统中多用户检测技术的研究[D]. 黄坤.西安电子科技大学 2014
本文编号：3198520
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究意义
1.2 课题研究现状及分析
1.3 本文主要研究内容
第2章 压缩感知框架下的传感网信息获取系统建模
2.1 压缩感知技术
2.1.1 数据的稀疏表示
2.1.2 压缩感知的测量矩阵
2.1.3 压缩感知的重建算法
2.2 压缩感知框架下传感网信息获取的系统模型
2.3 两种节点随机活跃策略
2.3.1 中心式随机活跃策略
2.3.2 分散式随机活跃策略
2.4 本章小结
第3章 水下各节点单跳数据传输能耗计算
3.1 水下二维传感网模型
3.2 水声信道传播损失及噪声
3.3 传输能量消耗计算
3.4 水下各节点数据传输代价的差异
3.5 本章小结
第4章 水下传感网活跃节点选择方案
4.1 活跃节点选择方案设计
4.1.1 方案设计原则
4.1.2 方案实施细节
4.2 考虑传输代价节点选择方案与随机节点选择方案的对比
4.2.1 仿真实验设置
4.2.2 针对较小观测区域的仿真实验
4.2.3 针对较大观测区域的仿真实验
4.3 本章小结
第5章 与活跃节点选择方案相适应的多用户检测
5.1 分散式随机活跃策略下的多用户检测
5.1.1 IDMA下基于压缩感知用户活跃性检测的系统模型
5.1.2 基于压缩感知的多用户检测
5.1.3 仿真实验及结果分析
5.2 考虑传输代价节点选择方案下的多用户检测
5.2.1 IDMA下的多用户检测
5.2.2 低密度扩展下的多用户检测
5.2.3 仿真实验及结果分析
5.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]LDS多用户检测和LDPC码译码的联合迭代算法[J]. 雷维嘉,刘玥岑,谢显中. 北京邮电大学学报. 2017(04)
[2]基于格基约减的扩频通信多址干扰抑制算法[J]. 鲍亚川,蔚保国. 电子与信息学报. 2017(05)
[3]基于联合稀疏图的CDMA系统建模与分析[J]. 文磊,雷菁,魏急波,王建新. 华南理工大学学报(自然科学版). 2016(09)
[4]LDPC码译码算法及性能分析[J]. 李秀花,高永安,马雯. 现代电子技术. 2014(01)
[5]贪婪算法与压缩感知理论[J]. 方红,杨海蓉. 自动化学报. 2011(12)
[6]基于冗余字典的信号超完备表示与稀疏分解[J]. 张春梅,尹忠科,肖明霞. 科学通报. 2006(06)
[7]码分多址中的几种用户检测技术的分析与比较[J]. 葛万成,杨鹏,蔡文钧. 同济大学学报(自然科学版). 2002(09)
博士论文
[1]水下传感器网络高效数据传输协议研究[D]. 洪璐.中国海洋大学 2011
[2]海洋监测传感器网络关键技术研究[D]. 罗汉江.中国海洋大学 2010
硕士论文
[1]基于压缩感知的多用户检测技术研究[D]. 杜睿.哈尔滨工业大学 2017
[2]稀疏码多址接入技术研究[D]. 王俊.北京邮电大学 2016
[3]三维水声传感器网络自适应分辨率数据重构研究[D]. 胡滨.哈尔滨工业大学 2015
[4]基于数据融合的水下传感器网络部署研究[D]. 刘亚闯.河南科技大学 2015
[5]IDMA关键技术研究[D]. 杜岧.北京邮电大学 2015
[6]直接序列扩频系统中多用户检测技术的研究[D]. 黄坤.西安电子科技大学 2014
本文编号：3198520
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