基于传感器网络的分布式信源编码研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ychhe123yang
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无线传感器网络由分布式的传感器节点组成,常用于监测一定范围内环境条件的变化,并将观测结果反馈给用户,其中利用Zigbee无线通信协议组建的网络,能够实现强大的自组织功能,在军事、安防等领域具有较大的发展潜质。传感器节点因受到资源的制约,尤其是能量受限的特性影响着网络的生命周期,从而限制其发展,因此对无线传感器网络数据融合技术的研究具有极其重要的科学价值和发展空间。本文分析了无线传感器网络的各个功能模块的能量消耗情况,引出数据融合技术的重要性,基于无线传感器网络的特性,深入分析分布式信源编码通过减少数据发送量实现能量节省的可行性,指出传统的编码方式在相关性跟踪和网络结构方面的不足,并对以上两个方面进行改进,设计并实现具有实用意义的数据压缩系统。本文采用分布式信源编码技术,将复杂的计算转移到能量不受限制的解码端,而编码端采用计算量较小的算法,满足了无线传感器网络节点的需求。针对传统分布式信源编码线性相关性模型不能动态跟踪网络变化的缺陷,完善相关性模型,提出相关性追踪算法,从而适应真实网络环境。此外,利用分簇路由协议能量均衡消耗的特性,将分布式信源编码与分簇路由协议相结合,不但在终端节点处实现数据压缩,而且在数据的传输过程中实现数据的融合,并充分利用网络中层与层之间的相关性,对数据进一步压缩,达到更优的压缩效果。最后,采用CC2530通信模块作为实验验证与演示平台,将分布式信源编码设计应用于真实的无线传感器网络,实现结果表明,分布式信源编码压缩效果达30%,大幅度减少能量消耗,充分证明了分布式信源编码的优越性能。
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