无线传感器水下监测网络稀疏采样和近似重构

摘要：

无线传感器网络在水下生态环境的监测方面有着广泛的应用,但是常常会碰到能量缺乏和生命周期较短的问题.为了克服这些问题,基于压缩感知理论,提出了一种网络节点调度和稀疏采样的优化方法,与传统的无线传感器网络节点调度方法不同,它采用随机概率采样模型,只对整个网络的一个子集进行采样,这是一种“物理静止,逻辑动态”的随机调度方案,节省了有限的带宽和能量.同时该方法在节点调度过程中,引入了状态转换图,对节点的状态进行分类控制,增加了网络覆盖要求和最小观测数等约束条件,使得设计的稀疏选择矩阵更为合理.同时研究了在满足最小l1范数的条件下,基于组合算法对稀疏信号进行重构的方法.实验的结果表明,与传统的无线传感器水下监测网络相比,基于上述节点调度方法所构建的无线传感器水下监测网络,具有较低的能耗和较长的网络生存时间,并且能对稀疏采样后的信号以较大的概率进行近似重构,使得重构信号逼近原始监测信号.

关键词：无线传感器网络、压缩感知、稀疏表示、能量有效、水下监测

所属期刊栏目：33

分类号：TP393;TH76(计算技术、计算机技术)

资助基金：国家自然科学基金60973139,61170065,61171053,61003039,61003236,61103195,6160903181;江苏省自然科学基金BK2011755;江苏省科技支撑计划项目BE2010197,BE2010198,BE2011844,BE2011189;东大实验室开放基金项目K93-9-2010-06;省属高校自然科学研究重大项目11KJA520001;江苏省高校自然科学基础研究项目11KJB520016;高校科研成果产业化推进工程项目JH2010-14,JHB2011-9;国家博士后基金20100480048,20100471356;江苏高校科技创新计划项目CXZZ11-0405,CXZZ11-0406;教育部博士点基金20103223120007,20113223110002;江苏省计算机信息处理技术重点实验室基金KJS1022;江苏高校优势学科建设工程yx002001

在线出版日期：2013-03-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：2728-2734