基于壓縮感知理論的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)壓縮.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)感知、采集、處理和監(jiān)控環(huán)境數(shù)據(jù),但是容易受限于資源。壓縮感知理論表明,通過求解最優(yōu)化問題,稀疏信號可以從少量的非自適應(yīng)線性投影中得到高概率的精確恢復(fù)。根據(jù)壓縮感知理論設(shè)計無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)壓縮方法只依賴于信號內(nèi)在的結(jié)構(gòu)和內(nèi)容,而不是信號的帶寬,彌補了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的不足。
　　本文詳細(xì)闡述了壓縮感知理論,研究了傳統(tǒng)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)壓縮和網(wǎng)絡(luò)編碼方法。提出了結(jié)合壓縮感知理論的稀疏隨機(jī)投影的線性網(wǎng)絡(luò)編碼方案。該

2、方案針對線性網(wǎng)絡(luò)編碼吞吐量大、編碼簡單的特點,在壓縮感知理論框架下選擇伯努利/拉德馬赫隨機(jī)矩陣作為測量矩陣,該矩陣具有漸近正態(tài)分布特性,滿足受限等距性條件,解決了線性網(wǎng)絡(luò)編碼中可能出現(xiàn)的地址頭擁塞問題。修正了數(shù)據(jù)包格式以滿足壓縮感知精確重構(gòu)的要求,當(dāng)接收端收集到一定數(shù)目的數(shù)據(jù)包時,利用凸優(yōu)化算法進(jìn)行信號重構(gòu),有效解決了線性網(wǎng)絡(luò)編碼的“全解或無解”問題。
　　仿真實驗結(jié)果表明本系統(tǒng)在滿足誤差要求的條件下重構(gòu)所需的數(shù)據(jù)包個數(shù)減少至總節(jié)