基于分布式壓縮感知的網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)研究.pdf

1、國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）在2005年度召開的信息社會(huì)世界峰會(huì)上發(fā)表了《ITU互聯(lián)網(wǎng)報(bào)告2005：物聯(lián)網(wǎng)》，物聯(lián)網(wǎng)（the Internet of Things，IOT）的概念首次得到國(guó)際電信組織正式的闡述。作為物聯(lián)網(wǎng)末端延伸網(wǎng)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)（Wireless Sensor Network，WSN），在IoT感知世界的感知技術(shù)方面起著關(guān)鍵的作用，為現(xiàn)實(shí)物理世界和虛擬信息世界架起了橋梁。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中信息傳遞和處理技術(shù)的研究在國(guó)內(nèi)外都取得

2、了不少成果，然而物聯(lián)網(wǎng)的概念涵蓋范圍更為廣泛，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模更大，網(wǎng)絡(luò)類型更加多樣化，感知的信息數(shù)量更海量。因此，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)高效采集和實(shí)時(shí)處理大量不同數(shù)據(jù)，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)走向前沿應(yīng)用起著關(guān)鍵作用。
　　無(wú)論WSN還是通信網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)亩际菙y帶信息的信號(hào)，因此對(duì)于信號(hào)處理技術(shù)的研究始終與通信技術(shù)的發(fā)展密不可分。分布式壓縮感知（Distributed Compressed Sensing，DCS）由于考慮了信號(hào)內(nèi)部的稀疏性、信號(hào)間的相關(guān)性而成為一

3、種有效的信源處理技術(shù)。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中傳感器節(jié)點(diǎn)分布密集，所采集的相鄰節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)之間有著很強(qiáng)的相關(guān)性，這為數(shù)據(jù)的壓縮和匯聚提供了一個(gè)機(jī)會(huì)。因此，本論文以物聯(lián)網(wǎng)底層的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)為研究背景，在信源節(jié)點(diǎn)處利用分布式壓縮感知技術(shù)采集信息，在匯聚節(jié)點(diǎn)處利用網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)傳輸多個(gè)數(shù)據(jù)包，從而提高網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)壓縮和信息傳遞效率。論文主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)的歸納如下：
　?。?）提出了將壓縮感知（Compressed Sensing，CS）作為一種信源

4、處理技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)編碼相結(jié)合的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的傳輸方法。在無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)中，壓縮感知技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)的聯(lián)合使用，不僅可以減少數(shù)據(jù)包的傳輸次數(shù)，而且能夠提高網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸效率和吞吐量。設(shè)計(jì)方案充分考慮了無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)中信號(hào)內(nèi)部的稀疏性和各個(gè)節(jié)點(diǎn)采集的信號(hào)之間的相關(guān)性。仿真結(jié)果表明，將分布式壓縮感知與網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合編碼技術(shù)結(jié)合運(yùn)用到無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中，相對(duì)比僅進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)編碼的方法提高了傳輸數(shù)據(jù)的壓縮率。
　?。?）在多路徑隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)編碼的基礎(chǔ)上，提出了一種