基于壓縮感知的WSN數(shù)據(jù)壓縮與檢測.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、隨著通信技術(shù)的發(fā)展,無線傳感網(wǎng)絡(luò)(WSN)的研究愈來愈受到關(guān)注。WSN的傳感器節(jié)點一般采用微型電池供電,節(jié)點數(shù)據(jù)采用多跳的方式進行傳輸,從而造成了WSN的能量受限及負載不平衡。WSN節(jié)點存在大量的感知數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)的傳輸、處理和存儲需要消耗較大量的能量。因此,節(jié)省能耗的一種有效途徑就是采用壓縮感知進行數(shù)據(jù)壓縮。為了平衡負載、降低能耗達到延長網(wǎng)絡(luò)使用壽命的目的,本文采用壓縮感知方法對WSN數(shù)據(jù)的檢測、壓縮和重建進行了研究。為了平衡負載,本

2、文設(shè)計了一種新的觀測矩陣更好地平衡節(jié)點負載;對信號稀疏變換采用改進主成分分析,壓縮處理的數(shù)據(jù),保證重構(gòu)精度;采用改進后帶有反饋的貝葉斯模型的算法,改進重建信號的精度。本文的主要工作如下:
  首先,針對無線傳感網(wǎng)絡(luò)中使用高斯隨機矩陣不能很好平衡負載的問題,本文結(jié)合路由選擇設(shè)計了一種新的觀測矩陣,即以小組方式平分WSN節(jié)點,在不影響重構(gòu)精度的情況下,輪流向匯聚節(jié)點傳輸數(shù)據(jù),并結(jié)合反饋系數(shù)做稍微的調(diào)整,達到利用壓縮感知的方法平衡負載,

3、并對此進行了仿真實驗驗證。
  其次,對WSN數(shù)據(jù)的壓縮,采用改進的主成分分析方法(PCA)。由于離散余弦變換和小波變換分別只適合平滑的信號和帶有尖峰、斷點的信號,而無線傳感網(wǎng)絡(luò)中采集的信號既可能是平滑的也能是帶有尖峰的,并且具有較強的統(tǒng)計相關(guān)特性,所以本文采用了改進主成分分析方法。針對WSN數(shù)據(jù),采用逐層融合的傳輸方式,對每層都進行獨立的主成分分析來壓縮數(shù)據(jù),以達到減少傳輸?shù)臄?shù)據(jù)、節(jié)省能量的目的。在此基礎(chǔ)上,本文還對多重主成分分

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