[发明专利]一种基于压缩网络编码的高能效无线传感网数据传输方法

摘要

本发明公开了一种基于压缩网络编码的高能效无线传感网数据传输方法，主要解决无线传感网中数据收集的高能耗问题。具体为联合压缩感知和网络编码技术来提高能效，在数据传输的过程中，利用二跳邻居信息选取最佳的下一跳候选节点，避免冗余传输，进一步降低能耗。同时设计了一种新的数据包格式以便于传输方法的实施。本发明能减少数据收集时的传输次数，提高系统的能效，适用于大规模密集分布的无线传感网。

主权项

1.一种基于压缩网络编码的高能效无线传感网数据传输方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：/n步骤1)初始化网络中每个节点的数据包，该数据包P(i)由下一节点ID、当前节点的系数、当前节点ID和数据四部分组成，即P(i).mem＝i和其中随机等概率地从{+1,-1}中选择，x_i为节点i获得的原始数据；/n步骤2)从步骤1初始化的节点中选取源节点，每一节点均以预设概率p确定自己是否为源节点；/n步骤3)确定当前节点的最佳下一跳并广播，任一即将广播的节点i在广播前需根据二跳邻居信息选取其下一跳的候选节点k，并将其存入数据包P(i).nex＝k，由于节点i的不同，需采用不同的下一跳选择方法，即/n(1)节点i为源节点时，/nk＝arg max_k|Ω(k)\Ω(i)|/nsubject to k∈Ω(i)/n式中，Ω(·)表示邻居节点集合，\表示两个集合的差集，|·|表示集合中元素的个数；/n(2)节点i为中间节点时，/nk＝arg max_k|Ω(k)\Ω(f)|/nsubject to k∈Ω(i)\Ω(f)/n式中，节点f表示中间节点i的父节点；/n步骤4)接收节点判断是否合并数据包，即任一节点j接收到节点i的数据包，比较P(j)与P(i)中有无来自同一节点的信息，若则将节点i的数据合并到节点j中，且更新节点j的数据包P(j)为/nP(j).mem＝[P(j).mem,P(i).mem]/nP(j).coe＝[P(j).coe,P(i).coe]/nP(j).dat＝P(j).dat+P(i).dat/n步骤5)步骤4中所有更新过数据包的节点判断本节点是否被其父节点i选中，若被选中，即P(i).nex＝j，则该节点成为待广播节点，重复步骤3，直至没有节点需要广播；/n步骤6)整个广播过程结束后，汇聚节点从网络传输的终节点中收集M个数据包，并采用压缩感知的译码方法重构出原始数据。/n