[发明专利]一种压缩感知和随机游走结合的数据收集方法

权利要求书

1.一种压缩感知和随机游走结合的数据收集方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)初始化阶段，进行传感器节点部署，构建环形网络拓扑结构，并为网络中的各个节点分别生成一个上一层邻居节点集合S_uln；具体为：初始化每条随机游走路径上的节点编号列表ID list和相应节点的测量系数列表flag list为空；初始化各条随机游走路径上收集到的 压缩感知测量结果DATA为0；对于每一条随机游走路径，按照下面的步骤完成基于随机游走的压缩感知测量：

(2.1)随机游走路径上的当前节点，产生一个服从[0,1]均匀分布的随机数ρ，并利用自身的层次编号计算自身对应的非均匀补偿函数值p_c(r)，其中r为当前节点的层次编号，max(layer)为当前网络中最大的层次编号；若p_c(r)≥ρ，则当前节点参与本次压缩感知测量，否则不参与；

(2.2)若当前节点参与本次压缩感知测量，则该节点等概率地随机选择-1或者+1作为测量系数flag完成本跳压缩感知测量，并把自身的ID和所选择的系数分别添加到ID list和flag list中，更新压缩感知测量结果为：DATA＝∑_{i∈ID list}data(i)×flag(i)，其中data(i)表示该条随机游走路径上第i个节点采集的数据，flag(i)为该条随机游走路径上第i个节点选择的测量系数；否则若当前节点不参与本次压缩感知测量，则不更新ID list、flaglist和DATA；

(2.3)当前节点从自身的S_uln中随机选择下一跳节点，并将当前的ID list、flag list和DATA一同上传到其下一跳节点；

(2.4)判断该条随机游走路径上的压缩感知测量结果是否上传到SINK节点，若是，则结束该条随机游走路径上的压缩感知测量，否则重复执行步骤(2.1)到步骤(2.3)；

2)每一次测量过程中，在网络中随机均匀地选择一定数量的节点作为各条随机游走路径的起点，各个传感器节点基于各自的上一层邻居节点集合S_uln，协作完成基于随机游走的压缩感知测量；

3)SINK节点利用从各条随机游走路径上收集到压缩感知测量结果，采用现有的压缩感知数据恢复技术进行数据恢复。

2.根据权利要求1所述的压缩感知和随机游走结合的数据收集方法，其特征在于，所述步骤1)具体步骤如下：

(1.1)SINK节点设定自己的在环形网络拓扑结构中的层次编号layer为1，并向外广播自己的层次编号；

(1.2)每个节点根据其第一次收到的消息确定自身的编号，具体方法为：将该消息中的层次编号加1，作为自己的层次编号，并把消息发送方添加到自己的S_uln中，再在适当延时后广播自己的层次编号；每个节点对所有确定自身的编号之后收到的消息，若消息中的层次编号小于自己的编号，则将消息发送方添加到自己的S_uln中。