关于压缩感知的水下稀疏传感网信息获取技术.pdfVIP

第35卷第2期 仪 器 仪 表 学 报 V01．35No．2 2014年2月 ChineseJoumalofScientmcInstmment Feb．2014 基于压缩感知的水下稀疏传感网信息获取技术 刘功亮，康文静 (哈尔滨工业大学信息与电气工程学院威海264209) 摘要：面向海洋环境监测的水下传感器网络是典型的能量和带宽受限系统，大规模、高分辨率的信息获取需求和受限的网络 资源之间的严重不对称性，是制约该网络发展的瓶颈问题。鉴于此，以压缩感知为理论基础，提出了基于传感器节点随机稀疏 部署的信息获取方案，充分利用被测对象在相关处理域上的稀疏性，以较小的网络成本实现对监测区域的高分辨率信息重构。 对实际海洋环境数据的仿真实验表明，该方案与传统传感器网络工作方式相比，在不降低监测分辨率的情况下，能够显著减少 所需部署的节点数量，并降低对带宽、能耗等网络资源的需求。该方案对二维、三维海洋环境监测传感器网络均具有适用性。 关键词：水下传感器网络；海洋环境监测；压缩感知；随机节点部署 中图分类号：TP393文献标识码：A 国家标准学科分类代码：510．5030 Infbrmation fbr underwater acqllisitiontechnologysparse Liu G0ngliang，KangWenjing 2甜209，吼iM) (sc抽of矿坳r，眦t幻几。蒯Efec￡廊02En舒，lee一增，讹r6i凡风珈如旷死c^，10299y，耽i地i oceanenvimnmentunderwatersensornetworkisa andbandwidth- Abstract：The monitoring typicallyenergy—limited limited whichtheserious betweenthedemandfor and infb册ation system，in asymmetry large-scalehigh—resolution aIldthelimitednetworkresourcesisitstechnicalbottleneck thenet、Vork Inorder acquisition restricting development． tosolVet|lis novelinf0硼ation schemewithrandomand sensornode is pmblem，a acquisition sparse deploymentpr0- basedon fuUuseofthe ofthemonitoredinrelatedtransfom posed compressedsensing．Bymaking sparsity objects domains，the schemecanreaLlize info珊ationreconstmctionwithlowernetworkcost．The pmposed high—resolution simulation withrealoceanenvironmentdatashowthat withtraditionalsensornetwork experiments compared opemtion