無線傳感網(wǎng)中基于時空壓縮網(wǎng)絡(luò)編碼的傳輸算法研究.pdf

1、隨著網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的迅速發(fā)展，無線傳感網(wǎng)絡(luò)（Wireless Sensor Network，WSN）已經(jīng)在當(dāng)今社會以及生活中扮演著重要的角色。然而，由于WSN具有移動性、斷接性、電源能力局限性等特點，如何在節(jié)點資源有限的環(huán)境下，降低能耗，充分提高WSN的壽命成為WSN技術(shù)有待解決的問題之一。
　　壓縮感知（Compressed Sensing，CS）技術(shù)可以將信號進(jìn)行采樣壓縮，并在解碼端僅僅需要很少的數(shù)據(jù)就能夠以高概率近似的恢復(fù)出原

2、始信息。而網(wǎng)絡(luò)編碼（Network Coding，NC）技術(shù)通過將數(shù)據(jù)在中間節(jié)點進(jìn)行編碼傳輸，更進(jìn)一步減少了網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量,節(jié)約了網(wǎng)絡(luò)資源。本文以降低WSN中節(jié)點的能量消耗為目的，通過分析數(shù)據(jù)之間的冗余進(jìn)行采樣壓縮，并且結(jié)合NC和CS的優(yōu)勢，對WSN的節(jié)點節(jié)能傳輸方式進(jìn)行了深入研究，提出了基于時空壓縮網(wǎng)絡(luò)編碼算法及其分簇傳輸策略。
　　具體的研究工作包括：
　　1.研究了一種結(jié)合壓縮感知和網(wǎng)絡(luò)編碼的時空壓縮網(wǎng)絡(luò)編碼算法（

3、STCNC）。該算法根據(jù)數(shù)據(jù)之間具有的時間和空間相關(guān)性以及WSN的廣播特性來進(jìn)一步的采樣壓縮數(shù)據(jù)，并利用網(wǎng)絡(luò)編碼的優(yōu)勢來進(jìn)一步的提高傳輸效率，而在接收端，壓縮感知的引入使得在大量的傳感節(jié)點失敗時，傳感讀數(shù)依舊能高概率的重建，通過NC和CS的內(nèi)在聯(lián)系，保證了數(shù)據(jù)在傳輸過程中的可靠性。為了證明時空壓縮網(wǎng)絡(luò)編碼算法的有效性，論文將STCNC策略應(yīng)用于分布式傳輸系統(tǒng)，通過與ICStorage(Improved CStorage）傳輸方案和NIC

4、Storage(the NetCompress based Improved CStorage)傳輸方案進(jìn)行仿真比較，本文能夠在高概率恢復(fù)原始信號的基礎(chǔ)上，分別比CStorage傳輸方案和NICStorage傳輸方案在傳輸量上減少35.3％和3.7％，在接收量上減少30.5％和3.1％。從而減少了整個網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點能耗，延長了網(wǎng)絡(luò)壽命。
　　2.在時空壓縮網(wǎng)絡(luò)編碼算法的基礎(chǔ)上，本文設(shè)計出了一種基于時空壓縮網(wǎng)絡(luò)編碼的分簇傳輸方案(STC