無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)壓縮感知算法研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)由大量具有計算和通信能力的傳感器節(jié)點組成，能夠自主實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集和傳輸，已被較多地應(yīng)用于監(jiān)測領(lǐng)域。壓縮感知理論突破傳統(tǒng)信號處理中奈奎斯特采樣定理的限制，在采樣的同時進行壓縮，減少冗余，有效解決無線傳感器網(wǎng)絡(luò)資源受限下的信息獲取與傳輸瓶頸問題。其采用稀疏表示對傳感信號的重要信息進行提取，利用測量矩陣對稀疏信號進行降維，在計算能力較強的終端對信號進行還原，可以顯著提高無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的性能，延長網(wǎng)絡(luò)壽命。
　　研究將壓縮感

2、知理論應(yīng)用到環(huán)境惡劣的火山監(jiān)測網(wǎng)中，依靠部署在火山周圍的大量無線傳感器對其采集的數(shù)據(jù)進行監(jiān)測和管理。由于無線傳感器節(jié)點能量有限、計算能力弱以及監(jiān)測系統(tǒng)對于整體算法嚴格的要求，數(shù)據(jù)采集處理過程中出現(xiàn)的傳感器存儲溢出和計算耗時過長等問題亟待解決。針對隨機高斯矩陣的存貯空間大的缺點，研究了適用于資源受限的隨機矩陣構(gòu)造方法，提出了稀疏二維矩陣和稀疏隨機矩陣的改進方法，構(gòu)造過程更簡便速度更快，將壓縮感知的大量的矩陣乘法運算轉(zhuǎn)化為加法運算，顯著地降

3、低了系統(tǒng)的時間和空間復雜度，在矩陣的生成速度和所需存儲量方面都優(yōu)于其它測量矩陣，并對其限制等距特性進行驗證。仿真以及實際測試結(jié)果表明改進的測量矩陣可以滿足一般無線傳感器節(jié)點較小的內(nèi)存。同時，對壓縮感知的還原算法進行改進，提出了一種基于小波樹模型的還原算法與硬閾迭代融合，從理論上證明了算法的收斂性。仿真表明：與多種現(xiàn)今流行的重構(gòu)算法進行比較，改進的算法解決了后端還原處理誤差較大的問題，擁有更好的魯棒性。
　　將上述理論應(yīng)用于分布式無