基于压缩感知的水下信息传输节能与安全策略研究

发布时间：2020-12-25 19:25

　　近年来,随着世界各国对于海洋开发利用的日益重视,为了深入了解海洋,水下无线传感网络作为一种探索海洋的有效方法已经引起了人们的广泛关注。由于海洋复杂环境的限制,水下无线传感网络中设备的电池难于更换,因此如何节省水下无线传感网络能耗以延长网络的使用寿命对于水下无线传感网络的发展十分重要。此外,网络中信息在传输过程的安全性也是当前研究的一个重点。本文研究了水下无线传感网络中信号传输过程的节能及安全性问题。首先,本文对水下无线传感网络的研究现状进行了介绍,指出了水下无线传感网络中存在的问题;并分析了压缩感知理论的理论框架和主要研究方向。提出将压缩感知理论应用于水下无线传感网络中,在减少数据采集量的同时保证了网络中信息在传输过程中的隐私性。与传统水下无线传感网络的节能、加密方法相比,有效的减少了网络能耗,并提升了数据在在传输过程中的安全性。其次,针对水下无线传感网络中数据传输的节能及安全性问题,提出了一种基于混沌压缩感知的网络数据传输方案。该方案利用数据的稀疏性以减少时帧内采样节点数量并减少周期内传输次数。提出基于节点位置的混沌压缩感知加密算法保证了数据传输过程中的隐私性。此外,基于水下信道复杂... 

【文章来源】：燕山大学河北省

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

水下无线传感网络结构图

以极高的概率进行精确重构[46,47]。考虑到随着电子技术的巨大，使得传统采样方式越来越难以满足对数据的处理，进步。而压缩感知理论能够能够以低于奎斯特采样频率的而突破了奈奎斯特采样定理的限制[48]。可见，压缩感知理量，有效减少了传输所需的能耗。压缩感知理论的整体流程图 2-1 压缩感知流程框图知理论可在采集数据的同时，对数据进行压缩处理。其基可稀疏变换的数据，可通过一组正交基对其进行稀疏表示本高维的稀疏数据变化为维度较低的低维数据，从而实现相应的测量值。其基本思想如图 2-2 所示：

图 3-1 目标区域节点平面分布图图 3-2 融合节点及各节点位置图于位置( , )i ix y 的节点获取的数据为 ( , , i i iu u x y n示节点在该二维区域内的位置。设网络带宽为 B

【参考文献】：
期刊论文
[1]水下无线传感器网络综述[J]. 李梅菊.  重庆理工大学学报(自然科学). 2016(08)
[2]压缩感知实现方法及应用综述[J]. 王红亮,王帅,刘文怡.  探测与控制学报. 2014(04)
[3]基于字典学习的非局部均值去噪算法[J]. 崔学英,张权,桂志国.  计算机应用. 2013(05)
[4]基于仿射和复合混沌的图像自适应加密算法[J]. 文昌辞,王沁,黄付敏,袁志树,陶春生.  通信学报. 2012(11)
[5]我国海洋产业发展现状及前景分析研究[J]. 魏婷,于保华,李双建.  海洋开发与管理. 2012(03)
[6]压缩传感-稀疏信号的采样与重构[J]. 贾艳云,赵航芳.  声学与电子工程. 2010(04)

硕士论文
[1]基于能耗优化的水声通信网络协议的研究[D]. 唐小婕.中国海洋大学 2008



本文编号：2938252