一种误差可控传输均衡的WSN数据融合算法-论文.pdf

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1、第6期电子学报Vo1．42N0．62014年6月ACTAELECrR0NICASINICAJun．2O14一种误差可控传输均衡的WSN数据融合算法徐晓斌，张光卫，孙其博，杨放春(北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室，北京100876)摘要：如何有效降低WSN(WiretessSensorNetwork)网内数据传输量，延长WSN的寿命，是wsN领域的研究热点．在分簇WSN基础上，实现了一种误差实时可控的数据融合算法．通过该算法，节点可自行根据近期采集的历史数据实时调整传输阈值，不同节点可保持接近的数据传输率，实现均匀耗电；自适应的阈值可以有效控制数据融合的误差．理论分析与仿真实验表

2、明，该算法能够保证不同节点数据传输的公平性；在数据传输率相同的情况下，其求和查询及均值查询的平均绝对误差均远低于当前优秀的基于伯努利采样的数据融合方法．此算法无需先验知识，在多种wsN应用场景中具有较强的可用性与适应性．关键词：无线传感器网络；传输抑制；数据融合；误差控制中图分类号：qP393文献标识码：A文章编号：0372—2112(2014)06—1205．05电子学报UR．L"-http：／／www．ejouma1．org．1213_DOI：10．3969／j．issn．0372—2112．2014．06．025PrecisionConfigurableDataAggregati

3、onAlgorithminWSNsXUXiao—bin，ZHANGGuang-wei，SUNQi—bo，YANGFang-chun(State何LaboratoryofNetworkingandSwitchingTechnology，＆UniversityofPostsandTeleco~tiom，Beijing100876，China)Abstract：HowtoefectivelysuppresstransmissionsofWSN(WiretessSensorNetwork)andprolongitslifetimehasbecomeahotareaofresearchforWS

4、N．Incluster-basedWSNs，aprecisioncordigurabledataaggregationalgorithm(t~DA)isproposed．~xoughPCDA，everynodeadaptsitsthresholdbasedonrecenthistoricaldatasothatnodescansuppresstransmissionsfairly；theadaptivethresholdcancontroltheerrorofaggregationsinreal-time．Theoreticalanalysisandexperimentresultss

5、howthatnodescansaveenergyefectivelythroughPCDA．ComparedwithBernoullisamplingbasedaggregation，MAEs(MeanAbsoluteErrors)ofCOIl—tinuousqueriesofsurllaggregationandaverageaggregationismuchsmallerthroughp口DA．Fttrthermore．PCDAneedsnofutureknowledge，makingitusableandadaptiveinmanyWSNappfications．Keyword

6、s：wirelessSenSOrnetworks；Ixansmissionsuppression；dataaggregation；en'orcontrol变化，原有的路由方法可能不再适用，应用的稳定性也1引言将受到影响，很多研究者用第一个节点死亡的时间来衡无线传感器网络(WirelessSensorNetwork，WSN)是由量WSN的寿命¨2j．因此，在设计WSN节电方法时，不仅散布于目标区域的大量无线传感器节点，以自组织方式需要考虑对单个节点数据传输的抑制，还要考虑不同节构成的无线网络，它们协作地感知、采集、处理和传输目点传输抑制的公平性，使得各个节点尽可能同步耗电．标区域内的环境

7、数据，并报告给用户．为了及时有效地节点对数据的选择性传输，必然会带来误差．如何尽可发现环境的异常变化，传感器节点通常部署较为密集，能控制误差，是WSN传输抑制需要考虑的另一重要问并以较高的频率采集和传输数据，这不但会导致监测数题．据具有较高的时空冗余度l1J，还会增加节点电量消耗，当前对WSN传输抑制的研究主要有两类方法：阈大大缩减网络寿命．因此，如何减少网内数据传输量，节值敏感的数据收集与基于数据融合的方法．阈值敏感的约节点电能消耗，延长WS