能量感知的无线传感网数据汇集算法研究

发布时间：2022-01-11 13:37

　　无线传感器网络是一种由大量微型传感器节点构成的多跳自组织的分布式网络,其具备数据采集与传输功能,在军事国防、工农业、城市管理等很多领域都有潜在的实用价值。随着WSN业务日益多样化,大量的数据信息需要汇集,而网络链路不稳定因素较多且节点能量受限,这就要求WSN必须具有高效的数据汇集能力。因此,在资源受限的无线传感网内如何高效的汇集数据,降低网络能耗,延长网络使用寿命,已经成为其亟待解决的问题。针对无线传感网中的数据汇集这一问题,本文从两个方面展开研究,一是从数据处理角度,挖掘无线传感网自身数据的时空特性,减少网络需要汇集的数据量;二是从数据传输角度,与有效的传输路由相结合,优化网络数据的传输效率。首先,本文采用分簇式网络结构,在该结构的基础上,根据节点的能耗模型,以最小化网络能耗为优化目标,分析得出簇头节点位于簇的中心区域时,簇内能耗最小,簇间采用多跳传输能够有效降低能耗,并获得整个网络的最优分簇数目,以此来构建能量有效的分簇网络模型。在簇内采用时空压缩感知技术对节点数据进行稀疏采样,在簇间构建能量感知的数据传输路径,进一步均衡网络的传输能耗。其次,针对无线传感网络节点密集分布、节点间存... 

【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图3.2分簇网络模型

聚节点 Sink，距离 Sink 节点较远的簇头通过中间簇头节点以多跳的方式传输数据到汇聚节点 Sink。图4.3 簇间传输示意图对于簇间数据传输阶段，要使数据更高效的传输到汇聚节点，传输路径的中继节点的选择至关重要。本文将网络编码技术引入分簇网络，以优化网络能耗为目标，提出了基于网络编码的能量感知数据传输算法。该算法采用短距离多跳的方式增加传输路径中的编码机会，在选择中继节点时综合考虑了节点的编码机会和能量，减少了网络中数据传输的次数并均衡了网络能耗。4.2 能量感知的簇间数据传输算法4.2.1 编码条件本算法采用文献[42]中给出的编码感知条件，将其应用到簇间传输网络，并对该条件进行约束，本算法的编码规则如下：1）簇头节点通过压缩感知的方式获得感知区域内的数据，然后通过短距离多跳的方式将数据传输到汇聚 Sink 节点；2）簇间传输网络只涉及到簇头节点，且网络编码操作只能在中继簇头节点进行；3）要编码的数据必须来自不同的数据流

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于网络编码的Ad Hoc网络能量感知路由策略[J]. 王振朝,蔡志杰,薛文玲.  计算机科学. 2016(07)
[2]一种编码感知路由低时延数据传输算法[J]. 芦存博,肖嵩,权磊,薛晓.  西安电子科技大学学报. 2016(04)
[3]压缩感知理论及其研究进展[J]. 石光明,刘丹华,高大化,刘哲,林杰,王良君.  电子学报. 2009(05)
[4]网络编码关键理论问题研究[J]. 黄佳庆,陶少国,熊志强,程文青.  计算机应用研究. 2008(08)
[5]无线传感器网络综述[J]. 马祖长,孙怡宁,梅涛.  通信学报. 2004(04)

博士论文
[1]基于压缩感知的大规模无线传感器网数据收集研究[D]. 吴宣够.中国科学技术大学 2013

硕士论文
[1]基于压缩感知的无线传感网数据收集技术研究[D]. 王冲.解放军信息工程大学 2015



本文编号：3582874