無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中遞歸式網(wǎng)內(nèi)處理研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)以易部署、低成本的優(yōu)點(diǎn)用于很多應(yīng)用中。近年來，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)被用于很多專業(yè)工程領(lǐng)域，例如：結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測，火山斷層分析，機(jī)械損傷診斷等。這些應(yīng)用需要傳感器網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)協(xié)同監(jiān)測一個目標(biāo)（例如：土木結(jié)構(gòu)或火山），并且要求所有的節(jié)點(diǎn)無損傳輸采樣的原始數(shù)據(jù)到根節(jié)點(diǎn)處，然后進(jìn)行復(fù)雜的集中式數(shù)據(jù)處理，從而得到目標(biāo)的總體特征信息。在集中式數(shù)據(jù)處理中，網(wǎng)絡(luò)傳輸開銷大，不利于網(wǎng)絡(luò)的壽命。網(wǎng)內(nèi)處理是一種減小無線傳感器網(wǎng)絡(luò)傳輸開銷的高效方法。然

2、而，在現(xiàn)有的大部分網(wǎng)內(nèi)處理工作中，人們通常簡單預(yù)先設(shè)定一個統(tǒng)一的網(wǎng)內(nèi)處理函數(shù)形式或者一個簡單的聚合函數(shù)，在此基礎(chǔ)上研究有效的路由算法，并未討論如何網(wǎng)內(nèi)處理一個給定的集中式計算任務(wù)。對一個集中式計算任務(wù)進(jìn)行網(wǎng)內(nèi)處理，要求能完整地拆分該計算任務(wù)、并將拆分后的計算合適地分配到各傳感器節(jié)點(diǎn)上，我們稱其為無損的網(wǎng)內(nèi)處理，目前還未被深入地研究。無損網(wǎng)內(nèi)處理的研究包括兩個方面：1）如何找到能適用于任意網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D的計算拆分模式；2）對每個計算拆分模式，

3、如何設(shè)計最優(yōu)的網(wǎng)內(nèi)處理路由以最小化整個網(wǎng)內(nèi)的傳輸開銷。
　　本文主要針對基于遞歸的無損網(wǎng)內(nèi)處理，重點(diǎn)分析了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)常用到的兩種集中式計算（LSE和SVD）在遞歸式網(wǎng)內(nèi)處理中的兩種計算特點(diǎn)，即恒定開銷的遞歸式網(wǎng)內(nèi)處理和遞增開銷的遞歸式網(wǎng)內(nèi)處理。針對這兩種遞歸式網(wǎng)內(nèi)處理的特點(diǎn)，論文首次研究了其最佳網(wǎng)內(nèi)處理問題，并給出相應(yīng)的網(wǎng)內(nèi)處理算法。本文對這些算法進(jìn)行了大量的仿真實(shí)驗(yàn)，仿真結(jié)果證明，本文提出的網(wǎng)內(nèi)處理算法，在不同網(wǎng)絡(luò)分布條件下