[發明專利]傳感器網絡節點數據發送方法及裝置、重構方法及裝置

無效

• 申請號: 201210091252.0
• 申請日: 2012-03-30
• 公開（公告）號: CN102594515A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 陸建華;杜冰
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H04L1/00
• 分類號: H04L1/00;H04W84/18
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩

技術領域

本發明涉及無線傳感器網絡技術領域，特別涉及一種傳感器網絡節點數據發送方法及裝置、重構方法及裝置。

背景技術

無線傳感器網絡廣泛應用于高密度的雷達陣列，電子圍墻、智能停車場等領域，面對復雜的感知環境，一個理想的無線傳感器網絡需要傳感器節點具有較強的信號獲取、計算處理能力以及高能量儲存空間和高效穩定的無線傳輸能力，但通常為滿足這些條件需要付出巨大的軟硬件代價，卻未必得到理想的效果。

現有技術中通常采用壓縮傳感技術進行傳感器網絡的信號處理，圖1為現有技術中傳感器網絡系統的結構框架示意圖，如圖1所示，無線傳感器網絡系統中存在一個融合中心(Fusion?Center，簡稱FC)，傳感器網絡中包含大量的無線傳感器節點，分布在所要觀測的物理環境中，無線傳感器節點的最終目的節點都是FC，FC執行數據的融合與重構。

假設傳感器網絡中有n_w個傳感器節點，每個節點的數據為x_j，j代表第j個網絡節點，j的取值范圍為，j＝1，2，...，n_w。將所有節點的數據匯聚在一起為稱為網絡數據(network?data)，如果節點數目較大，網絡數據X_w就會很大，每個節點處理X_w至少需要n_w次通信，這對于數據在網絡中的流動和處理帶來很大困難，而且還關乎傳感數據的安全問題。

如何既快速又有效地實現數據的傳輸和處理是現有的傳感器網絡迫切需要解決的問題。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明要解決的技術問題是：如何減小數據在傳感器網絡中的傳輸量。

(二)技術方案

為解決上述技術問題一種傳感器網絡節點數據發送方法，包括以下步驟：

S1：采集傳感器網絡中共n_w個網絡節點的節點數據x_j，其中，其中R表示實數，采集到的數據屬于實數域，n_p表示節點數據x_j的維數，n_w表示傳感器網絡中的節點個數，j表示共n_w個網絡節點的第j個網絡節點；

S2：應用預設的隨機壓縮矩陣對每一個網絡節點的節點數據x_j進行壓縮處理，得到每一個網絡節點的每一次傳輸的節點壓縮數據t_j，并對所述t_j組成的網絡數據進行傳輸次數的壓縮，得到m_w個數據其中i取值為i＝1，2，...，m_w，代表i次傳輸，且m_w＜n_w；

S3：同時將n_w個網絡節點的壓縮數據經m_w次傳輸發送至融合中心，每一次融合中心接收的數據為n_w個節點發送的m_w個信號的混合，每個信號都是j＝1，2，...，n_w個網絡節點發送壓縮數據的混合數據，表示為其中上標i為第i次傳輸，i的取值范圍為i＝1，2，...，m_w，共經歷m_w次傳輸，完成整個網絡數據t_w的傳輸。

其中，所述隨機壓縮矩陣是由每一個網絡節點的物理地址作為隨機數發生器的種子而隨機生成的m_w個m_p×n_p階的高斯隨機矩陣：包含兩個隨機變量：

第一隨機變量為隨機壓縮矩陣A_j，j＝1，2，...，n_w，A_j是由每一個網絡節點各自的物理地址作為偽隨機數發生器的種子所產生的n_w個m_p×n_p維的隨機壓縮矩陣；

第二隨機變量為是由每一個網絡節點各自的物理地址作為偽隨機數發生器的種子產生的m_w個隨機數。

其中，步驟S2具體包括：

利用隨機壓縮矩陣A_j對每一個網絡節點的節點數據x_j進行壓縮處理的，得到每一個網絡節點的節點壓縮數據t_j＝A_j·x_j，其中下標j代表第j個網絡節點，j的取值范圍為j＝1，2，...，n_w。；