[發(fā)明專利]一種基于分布式存儲(chǔ)的無線傳感網(wǎng)的數(shù)據(jù)融合方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310534263.6
• 申請(qǐng)日: 2013-11-01
• 公開（公告）號(hào): CN103781116B
• 公開（公告）日: 2017-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宮博;程鵬;柳寧;歸琳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號(hào): H04W28/06
• 分類號(hào): H04W28/06;H04L29/08
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司31213
• 代理人: 張澤純

1.一種分布式存儲(chǔ)的無線傳感網(wǎng)的數(shù)據(jù)融合方法，其特征在于，在空域和時(shí)域上聯(lián)合應(yīng)用壓縮感知技術(shù)，各節(jié)點(diǎn)在向其鄰居節(jié)點(diǎn)廣播數(shù)據(jù)之前，對(duì)所獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行了壓縮，節(jié)點(diǎn)間收發(fā)的數(shù)據(jù)為矢量形式，最終所有節(jié)點(diǎn)各個(gè)時(shí)隙的數(shù)據(jù)由二維壓縮感知數(shù)學(xué)模型恢復(fù)。?

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式存儲(chǔ)的無線傳感網(wǎng)的數(shù)據(jù)融合方法，其特征在于，該方法具體包括如下步驟：?

①生成隨機(jī)矩陣D，作為時(shí)域測(cè)量矩陣，其維數(shù)為M_T×N_T，N_T為所取的時(shí)隙總數(shù)，M_T為時(shí)域采樣點(diǎn)數(shù)；?

②設(shè)全網(wǎng)有N個(gè)節(jié)點(diǎn)i,i=1,2,...N，各節(jié)點(diǎn)i形成各自的初始化數(shù)據(jù)包，每個(gè)初始化數(shù)據(jù)包由三個(gè)域構(gòu)成，第一個(gè)域?yàn)殡S機(jī)系數(shù)第二個(gè)域?yàn)楣?jié)點(diǎn)下標(biāo)i；第三個(gè)域?yàn)殡S機(jī)系數(shù)、時(shí)域測(cè)量矩陣和節(jié)點(diǎn)獲取矢量的乘積其中，X是維數(shù)為N×N_T的二維矩陣，表示全網(wǎng)節(jié)點(diǎn)在各時(shí)隙上獲取的數(shù)據(jù)，X(i,:)是指X的第i行，表示節(jié)點(diǎn)i在各時(shí)隙的數(shù)據(jù)；?

③隨機(jī)選擇S個(gè)節(jié)點(diǎn)作為源節(jié)點(diǎn)；?

④源節(jié)點(diǎn)j尋找其所有鄰居節(jié)點(diǎn)，設(shè)節(jié)點(diǎn)q為所有鄰居節(jié)點(diǎn)的其中之一，當(dāng)鄰居節(jié)點(diǎn)q第二個(gè)域與源節(jié)點(diǎn)j第二個(gè)域無交集，即滿足判斷條件r(q).a₂∩r(j).a₂=φ，則進(jìn)行數(shù)據(jù)包廣播，即該接收節(jié)點(diǎn)q進(jìn)行如下操作：?

(1)將源節(jié)點(diǎn)j向接收節(jié)點(diǎn)q發(fā)送的接收數(shù)據(jù)包的第一個(gè)域和第二個(gè)域分別與接收節(jié)點(diǎn)q形成的初始數(shù)據(jù)包的第一個(gè)域和第二個(gè)域合并，?

r(q).a₁=[r(q).a₁,r(j).a₁]，r(q).a₂=[r(q).a₂,r(j).a₂]；?

(2)將接收數(shù)據(jù)包的第三個(gè)域與接收節(jié)點(diǎn)q形成的初始數(shù)據(jù)包的第三個(gè)域相加，r(q).a₃=r(q).a₃+r(j).a₃；?

(3)對(duì)接收節(jié)點(diǎn)q的初始數(shù)據(jù)包的三個(gè)域進(jìn)行更新；?

⑤接收節(jié)點(diǎn)q繼續(xù)尋找其鄰居節(jié)點(diǎn)，并以概率P_f向其鄰居節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)其接收數(shù)據(jù)包，轉(zhuǎn)發(fā)過程同步驟④；?

⑥在數(shù)據(jù)擴(kuò)散過程完成后，匯聚節(jié)點(diǎn)隨機(jī)訪問M個(gè)節(jié)點(diǎn)，記作(q₁,q₂,…q_M)，提取其各自的數(shù)據(jù)包；?

⑦根據(jù)各數(shù)據(jù)包三個(gè)域的存儲(chǔ)，對(duì)全網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)各時(shí)隙數(shù)據(jù)進(jìn)行恢復(fù)。?

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的分布式存儲(chǔ)的無線傳感網(wǎng)的數(shù)據(jù)融合方法，其特征在于，步驟⑦所有節(jié)點(diǎn)各個(gè)時(shí)隙數(shù)據(jù)恢復(fù)，具體如下：?

i.假設(shè)接收節(jié)點(diǎn)q的數(shù)據(jù)包為：r(q).a2＝[q，j，k]，?

其中，X(：，j)是指X的第j列，表示在時(shí)隙j上各節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)；?

ii利用接收節(jié)點(diǎn)q的數(shù)據(jù)包第一個(gè)域r(q).a₁的數(shù)據(jù)和第二個(gè)域r(q).a₂的數(shù)據(jù)，構(gòu)建空域測(cè)量矩陣Φ，即Φ的第q行為其中：?

其訪問的M個(gè)節(jié)點(diǎn)確定了Φ的M行，同時(shí)由第三個(gè)域的數(shù)據(jù)得到測(cè)量值y，y＝(r(q₁).a₃^T，r(q₂).a₃^T，…，r(q_M).a₃^T)^T；?

iii.結(jié)合時(shí)域測(cè)量矩陣D，建立二維壓縮感知數(shù)學(xué)模型?

x為X矩陣按行優(yōu)先順序向量化結(jié)果。?

iv.用凸優(yōu)化理論求解x即可對(duì)全網(wǎng)節(jié)點(diǎn)各時(shí)隙數(shù)據(jù)進(jìn)行恢復(fù)。?

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的分布式存儲(chǔ)的無線傳感網(wǎng)的數(shù)據(jù)融合方法，其特征在于，步驟②中所述的第一個(gè)域?yàn)殡S機(jī)系數(shù)是以等概率出現(xiàn)的+1或-1。?