压缩感知和LEACH结合的水下传感器网络信息采集方案.pdfVIP

第26卷 第3期 传 感 技 术 学 报 V01．26 No．3 2013年 3月 CHINESE JOURNALOFSENSORSANDACTUATORS Mar．20l3 InformationCollection SchemeinUnderwaterSensorNetworkswith CombinedCompressed SensingandLEACH LIUYa，LIUGongliang ，KANGWenjing (SchoolofInformationandElectricalEngineering，HarbinInstituteofTechnologyatWeihai，WeihaiShandong264209，China) Abstract：Duetothespecialapplyingenvironment，nodeenergyconsumptionisacriticalissuetounderwatersensor networks．Tosolvethisproblem，aninformationcollectionscheme(CS—LEACH)forundewratersensornetworksis proposedinthispaper，which combinesLEACH protocolwith thenew emergingcompressed sensingtheory．After thenetworknodesareclusteredaccordingtoLEACH protocol，anodeinsomeclusterwillparticipateinthesensing processwithacertain probabilityq．Then，allclusterheadssend theweighted sum ofthe gathered datain each clustertotheSinknode．Sinknodereconstructstheoriginalinfomr ationmapoftheconcernedareausingcompressed sensingreconstruction algorithm．Simulation results show thatunderthe premise ofensuring the reconsturction precision，theproposedCS LEACH schemegreatlysavesnodeeneryg andprolongsnetworklife—timecomparedwith — theconventionalLEACH protoco1． Keywords：underwateracousticsensornetwork；LEACH protocol；compressedsensing；energyconsumption EEACC：7230 doi：10．3969／j．issn．1004—1699．2013．03．019 压缩感知和 I,EACH结合的水下传感器网络信息采集方案水 刘 亚，刘功亮 ，康文静 (哈尔滨工业大学 (威海)信息与电气工程学院，山东 威海 264209) 摘 要 ：由于水下传感器网络特殊的T作环境，节点能耗是其至关重要的问题。针对这一问题，本文提出一种LEACH和压 缩感知相结合的水下传感器网络信息采集方案(CS—LEACH)。根据 LEACH协议对网络节点分簇后，簇 内节点可以以概率 q 决定是否参与感知数据，簇内感知到的数据加权叠加后 ，由簇头传输至 Sink节点。在Sink节点，利用压缩感知重构算法进行 信息重构，从而得到监测区域的信息图谱。仿真结果表明，与传统的LEACH协议相 比，CS— LEACH方案在保证重构精度的前 提下，大大节约了节点能量，延长了网络生存周期。 关键词 ：水下声学传感器网络；LEACH协议；