[發明專利]一種稀疏壓縮數據收集方法、系統和計算機設備

在審

• 申請號: 201911400053.1
• 申請日: 2019-12-30
• 公開（公告）號: CN111132066A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 虞曉韓;李鑫;嚴軍榮
• 申請（專利權）人: 三維通信股份有限公司
• 主分類號: H04W4/38
• 分類號: H04W4/38;H04W28/06
• 代理公司: 杭州華進聯浙知識產權代理有限公司 33250
• 代理人: 金無量

本申請涉及一種稀疏壓縮數據收集方法、系統和計算機設備，其中，所述方法包括：基站廣播隨機數生成種子，傳感器根據隨機數生成種子生成隨機系數并根據隨機系數確定在收集過程中的傳輸狀態，傳感器傳輸收集到的原始數據，基站收集各個測量值，在收集每個測量值的過程中，只有很小一部分需要參與到測量值收集過程中的傳感器和中繼傳感器參與數據的接收和發送，每個測量值收集過程都只有部分傳感器參與，網格網絡所需要的能耗低、時間少，而且網絡中數據是分布式存儲的，即每個傳感器的存儲器中只有本傳感器的原始數據，測量矩陣是隨機生成的，提高了網格網絡信息安全性。

技術領域

本申請涉及無線傳感器網絡技術領域，特別是涉及一種稀疏壓縮數據收集方法、系統和計算機設備。

背景技術

分布式計算是未來計算技術的發展方向，而網格技術則是分布式計算研究領域的最新成果。網格實際上是一個集成的計算與資源環境，網格能充分吸納各種軟硬件計算資源，并將它們轉化為可方便利用的計算能力。所謂網格計算就是基于網格的問題求解。從本質上說，網格就是撇開各種計算資源的外部形態，而將其內在的計算功能提取出來，從而形成一種分布在網上的統一的計算能力。將網格計算應用于網絡中，對數據進行收集和利用，將這樣的網絡稱為網格網絡。

在網格網絡中，相關技術中主要存在以下幾個方面的問題：第一，很多工作假設測量矩陣是稠密的隨機矩陣，數據收集效率低。第二，之前的很多工作在研究壓縮數據收集方法時并沒有充分利用網絡的拓撲結構。這些工作的目標僅僅是收集足夠多的測量值，用的最多的方法就是構建一顆生成樹，該生成樹的根節點是基站并且需要覆蓋網絡內的所有傳感器，然后依據生成樹收集每個節點的數據，每個傳感器都會參與收集，傳感器利用率不高。

針對相關技術中，網格網絡中數據收集效率低、傳感器錄用率不高的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

發明內容

基于此，有必要針對上述技術問題，提供一種稀疏壓縮數據方法、系統、計算機設備和存儲介質。

根據本發明的一個方面，提供了一種基于機會流水線技術的稀疏壓縮數據收集方法，所述方法包括：

基站廣播隨機數生成種子，傳感器根據所述隨機數生成種子生成隨機系數，所述傳感器根據所述隨機系數確定在測量值收集過程中的傳輸狀態；

所述傳感器傳輸收集到的原始數據，所述基站收集所述測量值，其中，所述測量值是根據所述原始數據和所述隨機系數進行線性運算獲得的。

在其中一個實施例中，所述基站廣播隨機數生成種子，傳感器根據所述隨機數生成種子生成隨機系數，所述傳感器根據所述隨機系數確定在測量值收集過程中的傳輸狀態包括：

所述基站生成m×2n的稀疏隨機測量矩陣，所述稀疏隨機測量矩陣中的元素a_ij獨立同分布且滿足抽樣分布：1≤i≤m,1≤j≤2n，其中，b_ij是最大穩定偏態分布的獨立抽樣值，m為所述基站收集的所述測量值的數量，網絡中有n個蜂窩，每個所述蜂窩中有兩個所述傳感器；

基站廣播生成所述稀疏隨機測量矩陣的所述隨機數生成種子，所述傳感器接收所述隨機數生成種子后生成所述隨機系數，其中，所述隨機系數為所述稀疏隨機測量矩陣中與所述傳感器對應的元素；

所述傳感器根據所述隨機系數確定每一輪測量值收集過程中的傳輸狀態。

在其中一個實施例中，所述傳感器根據所述隨機系數確定每一輪測量值收集過程中的傳輸狀態包括：

在所述隨機系數不為零的情況下，所述傳感器活躍，在所述隨機系數為零的情況下，所述傳感器休眠；

在所述蜂窩中兩個傳感器均關閉傳輸狀態的情況下，隨機選取一個傳感器開啟活躍狀態。

在其中一個實施例中，所述基站收集所述測量值包括：