異步無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的小波數(shù)據(jù)壓縮算法研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在軍事和民用領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景，是目前一個非常活躍的研究領(lǐng)域。與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)不同，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)資源非常有限，且以采集監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的相關(guān)信息為主要任務(wù)，如何節(jié)約通信能耗并保證采集數(shù)據(jù)的可靠性，是研究人員需要解決的重要問題。媒介訪問控制協(xié)議是節(jié)點通信的基礎(chǔ)，從底層緩解無線沖突，并盡早去除冗余，對于降低網(wǎng)絡(luò)通信能耗具有十分重要的意義。數(shù)據(jù)壓縮也是節(jié)能的一種重要方法。本文主要從異步通信模式的MAC協(xié)議和基于這種MAC協(xié)議的小波數(shù)據(jù)

2、壓縮展開研究，主要工作如下： 一、以低功耗異步通信模塊硬件構(gòu)架的可行性為基礎(chǔ)，提出一種異步通信模式。針對異步模式可能帶來的對于傳感器網(wǎng)絡(luò)各層協(xié)議及整體性能的影響，設(shè)計了一種采用周期性喚醒/睡眠、局部時鐘同步、交互確認(rèn)ACK等機制的異步MAC協(xié)議。其中根據(jù)傳感器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)數(shù)據(jù)的相關(guān)性和實際網(wǎng)絡(luò)需求，設(shè)計了順序喚醒和交錯喚醒兩種不同的機制。通過系統(tǒng)仿真，該協(xié)議可以減少沖突和無效信道偵聽，獲取更好的能量有效性。 二、傳感器結(jié)點采集

3、的數(shù)據(jù)通常具有多模相關(guān)性。多模相關(guān)性是指結(jié)點采集到的不同類型的數(shù)據(jù)之間具有的某種相關(guān)性?；跀?shù)據(jù)的多模性，設(shè)計了一個基于小波的自適應(yīng)多模數(shù)據(jù)壓縮算法。在給定相關(guān)度閾值的前提下，算法能自適應(yīng)地對數(shù)據(jù)進行調(diào)整分類，對調(diào)整后的相關(guān)數(shù)據(jù)采用最小二乘估計進行擬合，然后把特征數(shù)據(jù)抽象成一個矩陣，最后利用小波變換去除數(shù)據(jù)的空間和時間相關(guān)性。理論分析和仿真實驗表明，新算法能夠有效地去除數(shù)據(jù)之間的多模相關(guān)性和同種數(shù)據(jù)的空間和時間相關(guān)性，有效地提高了壓縮比