一种新的簇间邻居辅助编码方案

为解决无线传感网(wireless sensor networks,WSN)中传感器节点收发数据能耗较高的问题,提出了一种簇间邻居辅助编码方案.该方案将网络编码(network coding,NC)与压缩感知(compression sensing,CS)理论结合,提出"投影再生码"(projection regenerating coding,PRC)的新概念,利用WSN分簇理论和传感器节点读数的时间-空间相关性,对网络节点进行分簇、数据压缩、数据采集等处理,同时采用簇间邻居辅助编码对发送数据进行融合,使汇聚节点仅通过收集部分节点数据即可恢复原始信号.结果表明,与时空压缩网络编码(C-ST)、邻居辅助压缩感知(NACS)等方案相比,新方案可有效降低网络开销和恢复误差,提高压缩增益和传输效率.     

基于分簇的Ad Hoc网络媒体接入控制协议C-USAP

在未来大规模无线自组织网络中,不但要保证数据的高效传输,还要保证能够适应网络拓扑结构的快速变化.现有的M-USAP(改进的统一时隙分配协议)能够在一帧内完成全网控制信息的交互,每个节点拥有全网路由信息,在小规模网络中能够快速适应网络拓扑结构的变化.但是随着网络规模的增大,存在路由开销大、收敛慢、端到端时延大、节点吞吐量小、时隙复用率低和网络反应迟钝等问题.针对上述问题,提出一种适用于大规模无线自组织网络的媒体接入控制协议CUSAP(分簇式统一时隙分配协议).该协议基于分簇思想,簇内采用动态时分多址协议,簇间采用多频段分割技术,实现高效的簇内和簇间节点交互.仿真结果表明:该协议具有路由收敛快、业务收发平稳、端到端时延小、时隙复用率高和网络灵活等特点.     

融合压缩感知与网络编码的多速率与变速率传输

结合压缩感知与网络编码的优势,面向单信源异构信宿网络,研究压缩感知观测数据基于线性网络编码的多速率与变速率传输.研究压缩感知观测矩阵与网络编码全局编码核矩阵的联合等效,设计了一种融合有限域压缩感知与线性广播网络编码的精细粒度多速率传输方案;研究压缩感知观测矩阵、线性广播类型保持降维转换矩阵和网络编码全局编码核矩阵的联合等效,基于有限域压缩感知与变速率线性广播,为多媒体数据设计了一种变速率-多速率传输方案.     

线性回归的分布式压缩采样算法

为减少无线传感器网络数据传输量,进而延长网络的生命周期,研究了一种联合线性回归和压缩感知的分布式采样方法。依据节点数据的相关性对网络进行分簇,将感知数据显著线性相关的传感器节点划分到同一簇中。以此为基础,提出了一种基于线性回归的分布式压缩采样算法,该算法联合运用线性回归和压缩感知理论重构节点数据,实现了低速率采样条件下节点数据的高精度重构。对实测温度数据进行仿真实验,结果表明,与等间隔采样相比,该算法减少了71%的采样值个数。     

无线传感网容错数据融合方案设计

数据融合是无线传感器网络中一个重要研究问题,现有基于压缩感知(compressed sensing,CS)的数据融合方案主要是以集中的方式由基站节点完成数据融合任务,容易造成负载不均衡和"覆盖空洞"等问题.文章提出了一个基于压缩感知的容错数据融合(compressed sensing-based erasure-correcting data aggregation,CSEDA)方案,并使用正交匹配追踪(orthogonal matching pursuit,OMP)算法来准确地重构压缩后的数据,在保证所获得数据质量的条件下减少网络通信开销.另外,文章使用节点分簇机制来优化和均衡网络负载.实验结果表明,和其它的数据融合方案相比较,文章所提出的方案在数据重构的容错性和网络能量效率等方面上取得较好性能.     

基于SVD的无线多媒体传感器网络图像压缩机制

针对无线多媒体传感器网络图像压缩问题,从节点协作特性出发,提出了一种基于奇异值分解的图像压缩传输方案.首先研究了基于SVD的分块图像自适应压缩算法,以平衡网络能耗为目标,将相机节点和普通节点按照角色分工,协作完成图像采集、压缩和传输工作.相机节点负责采集图像信息,然后将图像分块发送给簇内普通节点;簇内普通节点对分块图像进行自适应压缩并将数据发送给簇头节点;簇头节点再将压缩后的数据转发至基站.仿真结果表明,提出的网络拓扑方案和图像压缩传输机制极大地缓解了图像采集节点的能耗压力,有效地平衡了网络的节点能耗.与JPEG2000协同图像压缩方案相比,基于SVD的图像处理方案的网络总能耗更少;且后者能够有效地对图像进行压缩传输,平衡网络能耗,延长整个网络的生命周期.     

无线传感网络分簇节点节能传输实验模拟分析

为了提高无线传感网络分簇节点节能传输控制能力,提出基于最优节能控制的无线传感网络分簇节点节能传输实验模拟分析方法.构建无线传感网络分簇节点优化部署模型,建立路由均衡控制下的无线传感网络分簇节点节能传输低能耗调度信道模型,采用自适应均衡的路由转发控制协议实现无线传感网络分簇节点节能路由探测协议设计,提取无线传感网络节点传输的相干性特征值,结合模糊特征提取方法进行无线传感网络分簇节点节能传输过程中的最优特征量提取,实现网络分簇节点节能传输的优化控制和自适应均衡调度.仿真结果表明,采用该方法进行网络分簇节点节能传输的自适应能量均衡性较好,数据转发的成功率较高,具有很好的节点数据收发控制和节能传输能力.     

异构网络下基于车辆权值的分簇算法

基于路面车辆的运动状态与长期演进(long term evolution,LTE)网络调制策略,提出LTE网络与车载自组织网络组成的异构网络下基于车辆权值的分簇算法(heterogeneous weighted clustering algorithm,H-WCA).HWCA算法引入车辆相对置信距离、相对移动性、相对可达速率和信道质量指示作为分簇属性,使用层次分析法分配各属性权值,利用序数偏好法决策最优分簇方案,选取最优簇头节点,提升簇结构稳定性.仿真结果表明,H-WCA可提升系统传输容量,并减少LTE的资源块开销,优化整体网络性能.     

分簇自组网中基于二相编码和区分服务的多信道MAC协议

基于可扩充的二相编码,提出一种新型的区分服务的多信道媒体接入控制协议(CMMAC-SD).CMMAC-SD在现有分簇多信道协议的基础上,通过可扩充的二相编码来设计接入帧格式,以达到减少节点的控制开销和延迟的目的.分析表明,通过考虑区分服务,簇内服务级别高的节点延迟减少,而服务级别低的节点延迟比较大;在保证分簇的个数不变的条件下,簇头获取帧的延迟就不会随着网络规模的增大而急剧增加.     

WSN中一种基于叠加编码的协同传输方案

针对分簇无线传感器网络WSN(wireless sensor networks)中现有的协同传输方案以牺牲频谱利用率来换取能效增益的不足,提出了一种基于叠加编码的簇间协同传输方案.该方案在保证系统的频谱利用率条件下,通过相邻簇的簇头节点相互协作来完成数据的传输.在频谱利用率相同的条件下,对现有的簇内协同传输方案和提出的...     

基于DWT的多尺度分块变采样率压缩感知图像重构算法

利用压缩感知理论改善图像重构的质量是目前图像处理技术研究的焦点。通过DWT域对图像每级分解时的每个子带中应用分块采样并结合平滑投影Landweber重构算法,提出一种多尺度分块变采样率压缩感知图像重构算法。比较BCS-SPL和TV以及多尺度GPSR图像处理算法,文中提出的算法使重构的图像质量提高了1～3 dB。     

A timeslot assignment scheme for cluster-tree based wireless sensor network

<正> Many efforts have been made to develop time division multiple access (TDMA) slots allocation in amulti-hop converge-cast wireless sensor network (WSN),however,most of them either use complex algorithmor concern frames only without simultaneous transmission in a single slot.In this paper,we presenta timeslot assignment scheme for cluster-tree-based TDMA WSN,covering three frequently used workingmodes in practical applications.The shortest frame formed can guarantee real-time communication and isalso facilitated for message and slot integration,since timeslots allocated to a single node are continuous.During allocation processes,the algorithms are distributed and light-weighted.The experiment resultedfrom a WSN prototype system shows that our scheme can achieve a good reliability.     

基于压缩感知的水声传感网络通信方法

现有研究主要针对单个传感器节点发送数据的情形,传输效率不高,而多个传感器节点同时发送数据,可以提高传输效率,但存在用户数据之间的干扰.将压缩感知应用于水声传感网络中,提出一种可实现多节点同时传输数据的大容量协作通信方法,利用传感器节点数据的稀疏特性,将多个源节点数据同时传输等效为压缩感知中的测量过程,证明了多节点并发传输过程的传输特性可以满足压缩感知中的测量矩阵的约束等距性要求.目的节点通过重构算法,可以恢复多个并发传感器节点的数据.     

A Reducing Iteration Orthogonal Matching Pursuit Algorithm for Compressive Sensing

In recent years, Compressed Sensing(CS) has been a hot research topic. It has a wide range of applications, such as image processing and speech signal processing owing to its characteristic of removing redundant information by reducing the sampling rate. The disadvantage of CS is that the number of iterations in a greedy algorithm such as Orthogonal Matching Pursuit(OMP) is fixed, thus limiting reconstruction precision.Therefore, in this study, we present a novel Reducing Iteration Orthogonal Matching Pursuit(RIOMP) algorithm that calculates the correlation of the residual value and measurement matrix to reduce the number of iterations.The conditions for successful signal reconstruction are derived on the basis of detailed mathematical analyses.When compared with the OMP algorithm, the RIOMP algorithm has a smaller reconstruction error. Moreover, the proposed algorithm can accurately reconstruct signals in a shorter running time.     

基于小波变换的图像零树压缩感知方法

稀疏性是压缩感知的前提,然而,自然图像通常不是稀疏的,因此对图像直接应用压缩感知算法很难取得高压缩效率.针对图像信号,将编码思想融入压缩感知理论,提出一种简单有效的零树压缩感知方法.该方法先利用零树思想辅助压缩感知测量,在得到测量值的同时编码重要系数的位置;然后提出零树追踪重构算法,通过精确解码重要系数位置来重构原始图像小波系数,提高重构精度.实验结果表明,相比于现有匹配追踪算法和EZW算法,本文方法有更高的压缩比和更好的图像重构质量.     

一种新的无线传感器网络非均匀分簇算法

为避免无线传感器网络的能量空洞问题, 延长无线传感器网络寿命, 提出一种新的基于双簇头的无线传感器网络非均匀分簇算法. 该算法综合考虑节点剩余能量和节点到基站的距离选举分簇簇头, 将无线传感器网络分为不同规模的簇; 为了减小规模较大簇的簇头节点收集与传输数据的负担, 在数据传输阶段构造基于改进最小二 叉树的数据传输路径. 实验结果表明, 该算法能够有效减小节点能量消耗, 可有效延长无线传感器网络的使用寿命.     

VANET中基于合作式的ADHOC MAC协议

由于车载网VANETs(Vehicular Ad hoc Networks)在道路安全、车流量管理和娱乐应用具有广阔的前景,VANETs的数据传输技术成为研究的焦点。然而,VANETs的拓扑动态变化、车辆快速移动加速了车间通信链路的断裂,降低了链路的可靠性。为此,提出合作式通信机制以提高通信链路的可靠性,并缓解因车辆移动引起的无线道路的恶化。基于ADHOC MAC 方案,提出合作式的ADHOC MAC方案 ,记为CAH-MAC。在CAH-MAC中,一旦发现数据包未能成功传输到目的节点,邻居节点使用未占用的时隙提供合作模式重传数据。通过理论分析,得出合作模式的概率。理论分析和仿真表明,CAH-MAC提高了成功传输数据包的概率,提升了系统吞吐量。     

无线传感网中基于压缩感知的高效数据传输方案

传统的无线传感网技术中,数据源节点将采集到的原始数据序列直接传送给中间转发节点进行处理,因此当需采集的数据序列很长或者数据源节点的数目很多时中间转发节点需处理的数据量非常大。为此,基于近年来发展迅速的压缩感知理论,本文将压缩感知技术应用于无线传感网,提出一种新型高效的数据采集传输方案。采用系统所需存储转发寄存器的容量、节点耗能、时延来衡量无线传感网的网络性能。仿真结果表明,压缩感知理论可在近乎完美地重建信号的前提下有效地减少处理的数据量进而降低对硬件的要求并改善无线传感网网络性能。     

能耗均衡的非均匀分簇多跳路由协议

针对无线传感器网络能耗不均衡的问题, 提出一种非均匀分簇多跳路由协议ECBUC(Energy Consumption Balanced Unequal Clustering)。在簇首预选阶段引入能量因子, 使高能量节点参选的可能性增大; 分簇阶段通过竞争算法将网络划分为面积不均等的簇, 从而改善无线传感器网络的“热区冶问题; 在簇间路通过形成阶段给
出综合考虑中间节点的相对位置和剩余能量的评价指标, 协调了簇间通信的代价和网络的能量分布。经过仿真实验, ECBUC 协议可有效地均衡网络能耗, 与EEUC(Energy Efficient Uneven Clustering)协议相比, 使网络的生命周期平均延长了22. 29%, 提升了网络性能。     

一种稳定的基于位置信息的分簇路由协议

由于车载自组织网络具有节点高速移动,网络拓扑频繁变化,链路不稳定等特点,直接使用移动自组网的路由协议,将会产生传输延时增大,丢包率上升等一系列的问题,为此本文提出一种稳定的、基于位置信息的分簇路由协议（Stable Clustering and Position-base Routing）,该协议以节点的运动特性作为分簇依据,利用节点的地理位置信息和电子地图信息进行路由决策。仿真结果表明,该协议能有效地改善簇结构的稳定性,提高数据传输的实时性,降低网络的丢包率。