無線傳感器網絡中數據壓縮技術研究.pdf

1、無線傳感器網絡(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)點組成的具有動態(tài)監(jiān)控、處理、傳輸功能的一種先進的網絡體系。無線多媒體傳感器網絡(Wirless Multimdeia Sensor Networks,WMSN)是在WSN基礎上加入一些采集包括視頻、圖像、聲音等節(jié)點，其工作原理幾乎相同。這兩種網絡涵蓋了網格計算、智能存儲、無線通信等多項先進技術且已經在

2、軍事、醫(yī)療等方面得到廣泛應用。但網絡內節(jié)點由電池供電,能量有限，因此設計適用于節(jié)點的數據壓縮技術以提高節(jié)點的能量使用效率，提升網絡生存周期就成為當前研究重點。
　　本文以WSN為研究背景，對數據的壓縮機理、傳輸能耗以及現有的數據壓縮算法進行研究，設計針對WSN的改進DP數據壓縮算法和WMSN的改進CS壓縮算法，以達到提高節(jié)點的能量使用效率，延長整個網絡的生存周期的目的。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，掃描數據次數過多等問題，本文對DP算法進行改進。改進算法依據數據走勢自動設置壓縮閾值，采用數據區(qū)間的方式和堆棧技術對采集數據進行壓縮處理，達到了節(jié)約能量，提高壓縮效率的目的。
　　其次，針對現有CS壓縮算法的觀測矩陣的性能以及運算復雜度都不能很好的滿足受存儲和能量限制的傳感器節(jié)點的要求的問題，本文提出了CS的改進算法。利用正交基和隨機貝努利向量構造新的觀測矩陣，并采用廣義正交匹配追蹤算