基于压缩感知理论的WSNs时序信号分段压缩算法.pdf

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1、第29卷第1期传感技术学报V01．29No．12016年1月CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSJan．2016TimingSignalSubsectionCompressionAlgorithminWSNsBasedonCompressedSensingTheoryLIUZhouzhou，XUJiliang2,HANYin，WANGXiaozhu(1．Xi’anAeronauticalUniversity，Xi’an710077，China；2．AirForceXi"anFlightAcademyFifthTrainingBrigade，

2、NanchongSichuan637100，China；3．ChineseElectronicsImportandExportCorporation，Beijing100036，China)Abstract：Forcompressivesensing(CS)applicationtimingsignalduringtransmissioninthewirelesssensornet—workshaslowcompressionratio，hilghenergyconsumptionofcommunication，thetimingsignalsegmentcompres—s

3、ionalgorithmsisproposedtosolvetheunknownsignalsparsityandhighsparsityunderconditionsoflowcompres-sivesensingreconstructioneficiencydatareconstructionalgorithmwhenthereconstructionaccuracyispoor．Asthebasisofsegmentation，thenumberofnonzeroelementsiscollectedinthedata，byreducingthenumberofcon

4、—binationsofnonzeroelementswithinthesegmenttoimprovetheaccuracyofsignalreconstruction，whiletakingad—vantageofthecharacteristicsofcompressivesensingtheorytoachieveahighcompressionratioofthesigna1．Experi—mentalresultsshowthat，underthechaoticquantumclonalReconstruction(Q-CSDR)algorithmasthere

5、construc—tionalgorithm，theblindsignalsparsityandsparseconditionsishigherthan40，thecompressionratiocanbegreat—erthan0．4，thesignalhasbeencompressed，andsquareerroroflessthanO．叭ofitsreconstructedsignal，andthenetworklifetimeisprolongedbyabout2times．Keywords：wirelesssensornetworks；compressivesen

6、singtheory；thetimingsignal；sparsity；compressionratioEEACC：7230：7230Vdoi：10．39690．issn．1004-1699．2016．01．021基于压缩感知理论的WSNs时序信号分段压缩算法刘洲洲，徐继良，韩莹，王晓柱(1．西安航空学院，西安710077；2．空军西安飞行学院第五训练旅，四川南充637100；3．中国电子进出口总公司，北京100036)摘要：针对压缩感知理论(cs)应用在无线传感器网络中时序信号在传输过程存在压缩比率低、通信能耗高等问题，提出了一种时序信号分段压缩算法来解决在信号稀疏度未知

7、及高稀疏度条件下，压缩感知数据重构算法中存在的重构效率低，重构精度差，影响网络生命周期的问题。该算法将采集数据中非零元素个数作为分段依据，通过减少段内非零元素组合数量来提高信号重构精度，同时利用了压缩感知理论特性实现了对信号的高压缩率。实验结果表明，在以混沌量子免疫克隆重构(Q—CSDR)算法为重构算法、在信号盲稀疏度及稀疏度高于40的条件下，能够以大于0．4的压缩比率对信号进行压缩，其重构信号的均方误差小于0．01，能够延长网络寿命2倍左右。关键词：无线传感器网络；压缩感知理论；时序信号；稀疏度；压缩比率中图分类