傳感器網(wǎng)絡(luò)中能量有效Top-k查詢處理技術(shù)研究.pdf

1、隨著微電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及無線通信技術(shù)的進(jìn)步,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)得到了深入的研究和廣泛的應(yīng)用。然而傳感器節(jié)點(diǎn)由電池供電,能量有限。同時,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù),如果把這些數(shù)據(jù)都傳送到基站進(jìn)行集中式處理需要進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)傳輸,而無線通信是傳感器網(wǎng)絡(luò)能量消耗的主要方面。因此,在執(zhí)行無線傳感器網(wǎng)絡(luò)查詢時,減少無線通信次數(shù),可以有效地延長網(wǎng)絡(luò)的生命周期。論文研究了能量均衡高效的 top-k查詢處理技術(shù)和基于滑動窗口過濾機(jī)制的to

2、p-k查詢處理技術(shù)。主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)如下:
　　(1)根據(jù)節(jié)點(diǎn)間的空間相關(guān)性,建立節(jié)點(diǎn)間的預(yù)測模型以及節(jié)點(diǎn)高相關(guān)性預(yù)測準(zhǔn)則,在此基礎(chǔ)上提出基于反復(fù)隨機(jī)采樣的能量均衡算法 EBSTopk(ε,δ)。實驗表明論文提出的算法EBSTopk(ε,δ)減少了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的全局能量消耗,且在多次top-k查詢后各節(jié)點(diǎn)的能量消耗均衡。
　　(2)針對能量有效均衡的top-k查詢處理算法,進(jìn)一步提高預(yù)測精度并降低采樣率。結(jié)合傳感器節(jié)點(diǎn)間

3、讀數(shù)的空間相關(guān)性以及同一節(jié)點(diǎn)讀數(shù)在時間上的依賴關(guān)系,利用卡爾曼濾波對傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行時空建模,提高預(yù)測精度;結(jié)合傳感器節(jié)點(diǎn)的空間相關(guān)性和節(jié)點(diǎn)間的距離進(jìn)行傳感器網(wǎng)絡(luò)分區(qū)優(yōu)化,使得同一區(qū)域節(jié)點(diǎn)具有高相關(guān)性且地理位置靠近,大大降低了區(qū)域采樣率并減少了傳感器網(wǎng)絡(luò)通信次數(shù)。
　　(3)提出自適應(yīng)滑動窗口的高效top-k查詢技術(shù)。針對過濾窗口更新產(chǎn)生巨大能量消耗的問題,提出基于高斯過程回歸預(yù)測的top-k查詢處理算法FUGPR。當(dāng)過濾窗口變化時