基于多节点协作的WMSNs图像压缩算法

针对无线多媒体传感器网络能量和计算能力有限,在图像压缩过程中需兼顾压缩能耗和图像质量之间的关系等问题,结合JPEG-XR压缩流程和网络的结构特点,提出一种基于多节点协作的图像压缩方法.构建相机节点到普通邻居节点,再到簇头的网络结构,将图像压缩传输等过程分布于协作簇中;通过协作方法完成压缩流程的多节点协同执行.仿真结果表明,在低码率条件下与JPEG方法相比,该方法的峰值信噪比提高约3 dB;而网络寿命方面,更好地平衡了网络负载,大大延长了网络寿命.      

一种多媒体传感器网络的分布式压缩传输算法

多媒体传感器网络面临用有限能量传输大量数据的挑战,因此本文提出一种多媒体传感器网络中的分布式图像压缩传输算法,用普通节点协同压缩图像,簇头消除不同节点发来图像数据的相关性,进行去相关图像传输。仿真结果表明,该方法减少了传输图像的数据量,节省了网络能耗,具有一定的实用价值。     

无线传感器网络中基于压缩感知的静止图像压缩方案研究

受功耗、成本和无线传输环境的限制,无线传感器网络中采集图像的节点并不适合采用传统静止图像压缩标准JPEG、JPEG2000.为了适应无线传感器网络的“轻编码、重解码”的特点,提出了一种基于压缩感知(Compressive Sensing,CS)的静止图像压缩方案.该方案在编码端进行分块测量,分块测量次数根据图像的边缘信息自适应地分配;在解码端则利用分块观测数据进行整帧重建.仿真实验表明,与已有的基于CS的图像压缩方案相比,该方案可有效地降低CS测量成本,并可在重建时消除图像的边缘模糊与块效应现象.     

基于稀疏采样的无线多媒体传感网图像压缩算法

为解决无线多媒体传感网存在的网络能耗高、节点性能低以及存储空间小等问题,结合WMSNs的特点引入压缩感知技术,提出了一种基于傅里叶域稀疏采样的分布式多媒体传感网图像压缩算法。该算法考虑多传感器节点的协作性,实现了图像在傅里叶域上的分块自适应压缩采样与传输。通过公开图像数据集中与现有的其他分布式压缩感知算法的仿真对比实验,表明了所提算法不仅能够有效降低重构误差、提高重构图像的质量,而且能更好地适合WMSNs网络低能耗的应用要求。     

联合模拟网络编码和压缩感知的数据传输方案

基于模拟网络编码和压缩感知的思想,提出传输链路上的节点可进行同时传输以降低传输所需时隙开销,设计了一种在链状拓扑中的联合模拟网络编码和压缩感知的传输方案.基于分簇压缩感知方案可有效减少传输量的思想,提出了将无线传感器网络划分为簇,在簇间采用联合模拟网络编码和压缩感知传输方案的模拟网络编码分簇方案.与传统的压缩方案相比,该方案降低了传输量,节省了节点能耗,且减少了传输所需时隙开销,提高了系统吞吐量.     

无线传感器网络节点协作的节能路由传输

针对无线传感器网络(WSN)中数据传输低能耗的需求,提出了一种节点协作的节能路由传输(ECGR)算法.该算法由以下2个方面构成:在物理层,WSN根据数据包循环冗余校验功能获得能够正确解包的节点,然后利用竞争选取算法推举出簇头节点,并通过与簇头节点进行信息交换,形成协作节点簇,从而进行协作发射信号,最终实现多节点分集增益;在网络层,协作节点簇利用基于地理位置信息路由算法,促使数据包始终向目的节点路由,避免了数据包路由向其他方向扩散.与其他同类算法相比,ECGR算法不仅增加了节点簇的传输距离,而且降低了网络整体能耗,并将能耗平衡分布于诸多节点,进而延长了网络寿命.仿真实验表明,当节点密度为0.03时,历经400次仿真,ECGR算法的节点存活率比基于地理位置的路由算法提高了70％.     

基于虚拟MIMO的无线传感网数据传输策略

基于无线传感网的虚拟多输入多输出(multi-input multi-output,MIMO)技术,结合分簇多跳传输模式进行全网的数据传输,根据分簇算法得到每一个簇的簇头,利用协作传输方式,将数据传输至相邻簇头.在进行数据传输时,综合考虑网络的电路能耗与传输能耗,推导出簇间传输的最小能耗为发送方簇的协作节点个数Mt的表达式,从而得到到达汇聚节点的最优路径.基于最小簇间能耗的协作虚拟MIMO多跳传输策略不需要接收端协同,避免了接收端协同的复杂性,同时从整个网络生存周期角度出发,节省更多的网络能耗.仿真结果表明,该策略在轮次增加或者簇间距离变化的情况下,都能得到较好的节能效果,从而延长网络的生存周期.     

基于集中控制分簇的能量感知路由

针对无线传感网络(Wireless Sensor Network,WSN)分层路由中节点能量受限、网络能耗不均衡的问题,提出了一种基于集中控制分簇的能量感知(Centralized Control Clustering based Energy-Aware,CCCEA)路由.首先,网络中所有节点将剩余能量和位置信息发送给基站,基站根据这些信息将网络划分为多个区域,形成均匀分布的簇;然后,采用集中控制的方式,根据能量和位置信息在各个簇中选择簇头,基站广播簇头节点和簇头数量消息,传感器节点根据接收到的信号强度加入最优簇,形成簇并进行数据传输.实验结果表明,与传统的分层路由相比,本文提出的改进路由算法能有效地平衡网络能量消耗和延长网络寿命.     

基于簇链结构的节能路由协议

随着各类智能可穿戴设备越来越多地在无线传感器网络(WSN)中扮演着环境信息采集与传输的角色,为保证网络的性能,路由协议除了兼顾能量效率,还应适应移动的网络环境.然而在移动场景中,由于频繁的拓扑更新,传统的路由方案不能很好地应对移动性所带来的能耗与丢包的挑战,网络性能将会降低.因此,提出了一种新的基于簇链结构的路由协议(CCBRP),利用簇结构和簇头链实现采集信息的汇聚,并由链首节点完成至汇聚节点的最后一跳传输.在此基础上,通过移动节点周期性的成员更新机制完成移动管理与簇头切换.仿真结果表明该路由协议在网络生命周期和数据包传递成功率方面均有优异的表现,且在能量效率和数据传递间达到了性能的平衡.     

基于信息熵的无线传感器网络数据融合方案

为了有效地节省无线传感器网络节点的能量,提出了一种基于信息熵的层簇式数据融合方案.首先,该方案对传感器采集的历史数据进行分析.然后,利用并查集划分等价类的思想将存在数据冗余的节点尽可能地划分到一个簇中,并周期性地选取簇头节点对簇内节点数据进行融合处理.最后将所提方案与传统的LEACH协议在分簇和数据融合2方面进行了仿真比较.实验结果表明:相比于传统的LEACH协议,所提方案分簇更为合理,显著减少了节点的能量消耗,延长了网络生存周期.