無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Networks,WSN)是由大量廉價的集傳感能力、計算能力和通信能力于一體的微型嵌入式節(jié)點(diǎn)組成的具有動態(tài)監(jiān)控、處理、傳輸功能的一種先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)體系。無線多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wirless Multimdeia Sensor Networks,WMSN)是在WSN基礎(chǔ)上加入一些采集包括視頻、圖像、聲音等節(jié)點(diǎn)，其工作原理幾乎相同。這兩種網(wǎng)絡(luò)涵蓋了網(wǎng)格計算、智能存儲、無線通信等多項先進(jìn)技術(shù)且已經(jīng)在

2、軍事、醫(yī)療等方面得到廣泛應(yīng)用。但網(wǎng)絡(luò)內(nèi)節(jié)點(diǎn)由電池供電,能量有限，因此設(shè)計適用于節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)以提高節(jié)點(diǎn)的能量使用效率，提升網(wǎng)絡(luò)生存周期就成為當(dāng)前研究重點(diǎn)。
　　本文以WSN為研究背景，對數(shù)據(jù)的壓縮機(jī)理、傳輸能耗以及現(xiàn)有的數(shù)據(jù)壓縮算法進(jìn)行研究，設(shè)計針對WSN的改進(jìn)DP數(shù)據(jù)壓縮算法和WMSN的改進(jìn)CS壓縮算法，以達(dá)到提高節(jié)點(diǎn)的能量使用效率，延長整個網(wǎng)絡(luò)的生存周期的目的。本文所取得成果為如下幾個方面：
　　首先，針對DP壓縮算

3、法的壓縮閾值(限差)是由人為確定存在人為誤差，掃描數(shù)據(jù)次數(shù)過多等問題，本文對DP算法進(jìn)行改進(jìn)。改進(jìn)算法依據(jù)數(shù)據(jù)走勢自動設(shè)置壓縮閾值，采用數(shù)據(jù)區(qū)間的方式和堆棧技術(shù)對采集數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮處理，達(dá)到了節(jié)約能量，提高壓縮效率的目的。
　　其次，針對現(xiàn)有CS壓縮算法的觀測矩陣的性能以及運(yùn)算復(fù)雜度都不能很好的滿足受存儲和能量限制的傳感器節(jié)點(diǎn)的要求的問題，本文提出了CS的改進(jìn)算法。利用正交基和隨機(jī)貝努利向量構(gòu)造新的觀測矩陣，并采用廣義正交匹配追蹤算