基于自适应加权与LZW的WSNs层次式数据融合算法*
2011-12-06张志伟王新才吉爱国
传感技术学报 2011年8期
关键词:融合
张志伟,王新才,吉爱国,谢 磊
(1.青岛理工大学理学院,山东青岛2660332.青岛理工大学 通信学院,山东 青岛266033)
无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSNs)中,传感器节点具有的能量、处理能力、存储能力和通信能力等都十分有限,需要整个网络具有较高覆盖密度来保证鲁棒性和信息的准确收集[1]。相邻节点间收集的数据存在一定的冗余,浪费了通信带宽和整个网络的能量,降低了信息收集的效率。为了降低整个网络的能耗,提高数据收集的准确性和效率,传感器节点需要在网络内部协同地处理所收集的数据。数据融合技术(Data Aggregation)很好的解决了上述问题[2-3]。
自适应加权算法具有实现简单、精度高的特点,被用于各种数据采集仪器、仪表和监测系统中,在无线传感器网络的数据融合应用中所见不多。LZW是一种无损的,基于词典的压缩算法,由Lemple-Ziv-Welch三人共同创造。数据压缩(Data Compression)是另一类减少传感器节点采集数据传输量的技术[4]。LZW压缩算法在PC中得到广泛的应用,但是在无线传感器网络中应用很少。根据无线传感器网络数据多跳逐层上传的特点[5],本文在前人工作基础上提出了一种层次式数据融合算法,从不同的角度对数据进行融合处理。
1 基本理论
1.1 自适应加权算法
从含有噪声的大量测量数据中估计一个非随机量,由于测量的数据中存在噪声,那么依据这些测量数据得到的估计值也存在估计误差,该估计误差也是一个随机量,我们用均方误差作为评价一个估计算法好坏的指标。……
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