压缩感知的能量异构WSN分簇路由协议.pdf

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1、第26卷第6期传感技术学报VoJ_26No．6CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSJun．20132013年6月CompressedSensingClusteringRoutingProtocolforEnergyHeterogeneousWSNJIANGWenxian(CollegeofComputerScienceandTechnology，HuaqiaoUniversity，XiamenFujian361021，China)Abstract：Aimingat

2、thecharacteristicsofuniversalenergyheterogeneousinwirelesssensornetworks(WSN)，weproposedacompressedsensingclusteringroutingprotocolfortheenergyofheterogeneouswirelesssensornetworks(CSCHalgorithm)．Thealgorithmdeterminestheprobabilityofmulti-levercluste

3、rheadelectionbytheenergyofnodes，gatheringtheinformationofclusternodestoclusterhead，thenusestheclusterheadtodiluteandcompressthegatheringdatatoreducethenumberofnodesandtheamountofcommunicationofthedatatransmittedtothefusioncenter．Thefusioncentercanrest

4、oresignalsourcefromafewdataofclusterheadusingreconstructionalgorithm．Wealsodesignedaweightcoefficientbasedonnormaldistributiontooptimizeinformationreconstructionperformanceofcompressedsensingalgorithminthecaseoflackingdata．Simulationresultsshowthatthi

5、sprotocolcannotonlytakefulladvantageofheterogeneousenergyresources，balanceenergydissipationofnetworkandextendthelifetimeoftheentirenetwork，butalsoaccuratelyrestorethesignalsource．Keywords：wirelesssensornetworks；compressedsensing；routingprotocol；energy

6、heterogeneous；energy—balancedEEACC：6150Pdoi：10．3969／j．issn．1004-1699．2013．06．027压缩感知的能量异构WSN分簇路由协议术蒋文贤(华侨大学计算机科学与技术学院，福建厦门361021)摘要：针对无线传感器网络能量异构普遍存在的特点，提出了一种基于压缩感知的能量异构分簇路由协议(CSCH算法)。该算法根据异构节点能量确定多级簇头选举的概率，将簇内节点的信息集中在簇头上，而簇头对所采集的数据进行稀疏、压缩，以减少向汇聚节点传输数

7、据的节点数和通信量，汇聚节点利用重构算法可从来自簇头的少量数据中恢复出信号源。同时设计了一种基于正态分布的权值系数，以优化在数据量过少情况下压缩感知算法的信号重构性能。仿真实验结果表明，该协议不仅能充分利用能量异构资源，均衡网络能耗，延长整个网络生命周期，而且能精确恢复信号源。关键词：无线传感器网络；压缩感知；路由协议；能量异构；能量均衡中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1004—1699(2013)06-0894-07无线传感器网络WSN(WirelessSensorNetworks

8、)缩，然后基于一个称为WavRoute的路由协议，由中问的主要目的是收集监测到的原始数据，并进行多跳节层的簇头收集底层节点传来的数据，挖掘空间相关点的数据发送、转发和处理。数量众多的传感器节点性，并在簇头进行小波压缩后传送到上一层汇聚节在网络中产生了大量的数据，在传输的过程中需要消点。虽然数据压缩可以减少WSN节点通信的数据耗较大的能量，而普通节点的能量有限，减少数据传量，但增加了层次结构簇头的处理能耗和汇聚节点算输量可以节约节点能耗，因此，可对监测数据进行压法的复杂度。缩处理以减