The invention discloses a compressed sensing link quality estimation method based on inter-tidal wireless sensor network. The steps are as follows: 1) setting sampling rate according to inter-tidal period, 2) broadcasting scheduling strategy of base station node, 3) measuring link quality by scheduling strategy of common node and transmitting it back to base station, 4) rebuilding link quality matrix, 5) routing. To update. By utilizing the tidal cycle characteristics of the intertidal zone, the invention sets a lower link quality sampling rate to measure the link quality, and uses compressed sensing technology to restore the accurate and complete two-way quality. The whole process greatly reduces the energy consumption brought by the total measurement mechanism in the traditional strategy, obtains the accurate link quality matrix with less energy consumption, and effectively prolongs the lifetime of wireless sensor networks.
【技术实现步骤摘要】
基于潮间带无线传感器网络的压缩感知链路质量估计方法
本专利技术属于无线传感器网络领域,具体涉及一种基于压缩感知的链路质量估计方法。
技术介绍
无线传感器网络通常由一个具有无限能源和较强计算能力的基站和大量普通传感器节点组成。根据部署环境范围大小,节点间可通过单挑或多跳无线通信技术进行数据交换。目前,无线传感器网络已广泛应用于环境监测、智慧城市、智能家居等领域,如利用无线传感器网络进行森林火灾监控等。本专利技术针对部署在潮间带这一特殊环境下的无线传感器网络。潮间带是指海水低潮线和高潮线中间的区域,是贻贝类生物等的栖息地。潮间带的物理环境复杂多变,潮水的涨落使得潮间带的温度、湿度、含氧度等物理参数变化剧烈。因此,在潮间带部署无线传感器网络对研究海洋生物生存环境以及环境监测有着重要意义。在潮间带部署无线传感器网络面临诸多挑战。通常,建立一条可靠的传输路径需要对全局网络中节点间的通信质量有实时准确的估计。传统链路质量估计算法,包括RSSI,4-bits,LQE等,均要求在链路质量发生变化时,以较高采样率测量链路质量。由于潮间带环境变化剧烈,这些传统的链路质量估计方法也因链路的强动态性,表现出了较高的能耗和较低的可靠性,因此不能很好的适用于潮间带无线传感器网络中。
技术实现思路
本专利技术提出一种基于潮间带无线传感器网络的压缩感知链路质量估计方法,这种方法通过利用链路质量矩阵的稀疏性,利用少量的链路质量采样,最终恢复出完整的链路质量矩阵。根据恢复出的链路质量矩阵,该方法为节点提供了可靠通信路径,减少了链路质量估计上的能量消耗。本专利技术的技术方案具体如下:一种基于潮间带 ...
【技术保护点】
1.一种基于潮间带无线传感器网络的压缩感知链路质量估计方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤(1)根据潮间带周期设定采样率;根据无线传感器网络部署的潮间带环境特性,选取采样率,采样率s应不低于0.6;后续可通过广播或单播的方式调整;步骤(2)基站节点广播调度策略;根据选择的采样率,结合潮间带网络部署环境特点,选择相应的采样方法,一起广播给各节点;第一种采样方法是根据节点的物理分布稀疏度为不同的节点设计不同为采样率,即对于节点密集分布区域设置较低的采样率s1,对于节点稀疏分布的区域采用较高的采样率s2;第二种采样方法是基于潮水周期时间,在不同时间为节点选择不同的采样率,即在网络处于稳定时期选取较低的采样率s3,对于网络不稳定的时间选取较高的采样率s4;步骤(3)普通节点根据调度策略测量链路质量并回传给基站;普通节点接收到基站广播的调度策略后,根据调度策略在规定的时间测量链路质量,并将测得结果回传给基站,该过程中所使用的链路测量技术和数据回传技术使用现有通用方法;步骤(4)链路质量矩阵重建;基站收到普通节点回传的数据包,解析出链路质量部分的数据,利用压缩感知算法,在解析出的链路质量数据的基础 ...
【技术特征摘要】
1.一种基于潮间带无线传感器网络的压缩感知链路质量估计方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤(1)根据潮间带周期设定采样率;根据无线传感器网络部署的潮间带环境特性,选取采样率,采样率s应不低于0.6;后续可通过广播或单播的方式调整;步骤(2)基站节点广播调度策略;根据选择的采样率,结合潮间带网络部署环境特点,选择相应的采样方法,一起广播给各节点;第一种采样方法是根据节点的物理分布稀疏度为不同的节点设计不同为采样率,即对于节点密集分布区域设置较低的采样率s1,对于节点稀疏分布的区域采用较高的采样率s2;第二种采样方法是基于潮水周期时间,在不同时间为节点选择不同的采样率,即在网络处于稳定时期选取较低的采样率s3,对于网络不稳定的时间选取较高的采样率s4;步骤(3)普通节点根据调度策略测量链路质量并回传给基站;普通节点接收到基站广播的调度策略后,根据调度策略在规定的时间测量链路质量,并将测得结果回传给基站,该过程中所使用的链路测量技术和数据回传技术使用现有通用方法;步骤(4)链路质量矩阵重建;基站...
【专利技术属性】
技术研发人员:徐文渊,冀晓宇,周歆妍,
申请(专利权)人:浙江大学,
类型:发明
国别省市:浙江,33
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