無線傳感器網(wǎng)絡是一種由大量微型傳感器節(jié)點構成的多跳自組織的分布式網(wǎng)絡,其具備數(shù)據(jù)采集與傳輸功能,在軍事國防、工農業(yè)、城市管理等很多領域都有潛在的實用價值。隨著WSN業(yè)務日益多樣化,大量的數(shù)據(jù)信息需要匯集,而網(wǎng)絡鏈路不穩(wěn)定因素較多且節(jié)點能量受限,這就要求WSN必須具有高效的數(shù)據(jù)匯集能力。因此,在資源受限的無線傳感網(wǎng)內如何高效的匯集數(shù)據(jù),降低網(wǎng)絡能耗,延長網(wǎng)絡使用壽命,已經(jīng)成為其亟待解決的問題。針對無線傳感網(wǎng)中的數(shù)據(jù)匯集這一問題,本文從兩個方面展開研究,一是從數(shù)據(jù)處理角度,挖掘無線傳感網(wǎng)自身數(shù)據(jù)的時空特性,減少網(wǎng)絡需要匯集的數(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合,優(yōu)化網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的傳輸效率。首先,本文采用分簇式網(wǎng)絡結構,在該結構的基礎上,根據(jù)節(jié)點的能耗模型,以最小化網(wǎng)絡能耗為優(yōu)化目標,分析得出簇頭節(jié)點位于簇的中心區(qū)域時,簇內能耗最小,簇間采用多跳傳輸能夠有效降低能耗,并獲得整個網(wǎng)絡的最優(yōu)分簇數(shù)目,以此來構建能量有效的分簇網(wǎng)絡模型。在簇內采用時空壓縮感知技術對節(jié)點數(shù)據(jù)進行稀疏采樣,在簇間構建能量感知的數(shù)據(jù)傳輸路徑,進一步均衡網(wǎng)絡的傳輸能耗。其次,針對無線傳感網(wǎng)絡節(jié)點密集分布、節(jié)點間存... 

【文章來源】：西安電子科技大學陜西省 211工程院校 教育部直屬院校

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【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖3.2分簇網(wǎng)絡模型

聚節(jié)點 Sink，距離 Sink 節(jié)點較遠的簇頭通過中間簇頭節(jié)點以多跳的方式傳輸數(shù)據(jù)到匯聚節(jié)點 Sink。圖4.3 簇間傳輸示意圖對于簇間數(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，傳輸路徑的中繼節(jié)點的選擇至關重要。本文將網(wǎng)絡編碼技術引入分簇網(wǎng)絡，以優(yōu)化網(wǎng)絡能耗為目標，提出了基于網(wǎng)絡編碼的能量感知數(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會，在選擇中繼節(jié)點時綜合考慮了節(jié)點的編碼機會和能量，減少了網(wǎng)絡中數(shù)據(jù)傳輸?shù)拇螖?shù)并均衡了網(wǎng)絡能耗。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[42]中給出的編碼感知條件，將其應用到簇間傳輸網(wǎng)絡，并對該條件進行約束，本算法的編碼規(guī)則如下：1）簇頭節(jié)點通過壓縮感知的方式獲得感知區(qū)域內的數(shù)據(jù)，然后通過短距離多跳的方式將數(shù)據(jù)傳輸?shù)絽R聚 Sink 節(jié)點；2）簇間傳輸網(wǎng)絡只涉及到簇頭節(jié)點，且網(wǎng)絡編碼操作只能在中繼簇頭節(jié)點進行；3）要編碼的數(shù)據(jù)必須來自不同的數(shù)據(jù)流

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

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



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