压缩感知和LEACH结合的水下传感器网络信息采集方案*
2013-04-30刘功亮康文静
传感技术学报 2013年3期
关键词:信息
刘 亚,刘功亮,康文静
(哈尔滨工业大学(威海)信息与电气工程学院,山东威海264209)
近年来,各国开发利用海洋的热潮逐渐兴起,海洋权益日益受到重视,水下无线传感器网络成为研究热点。水下传感器网络在数据采集(例如温度、盐度等)、环境监测和灾难预防等方面取得了广泛的应用[1-2]。由于水下传感器节点长期部署在海底(二维静态或准静态网络),或漂浮在不同的深度(三维静态或准静态网络)[3],节点靠电池供电,能源更换困难,因此,如何充分利用有限的节点能量资源来完成复杂水下环境中的信息采集、传输和处理任务,有效延长网络生存时间,是当前国内外水下传感器网络研究领域的热点问题。
陆地无线传感器网络中,分簇是一种节约能耗和能耗均衡的有效思路。将传感器网络分簇,簇内普通节点只需要和距离近的簇头通信,簇头将搜集到的信息传输至远距离的基站,这样就不用每个节点都和基站通信,大大节约了网络能耗。LEACH协议[4]是无线传感器网络中最为经典的分簇协议,以循环的方式随机选择簇头,将整个网络的能量负载平均分配到每个传感器节点中,从而实现网络能量均衡,降低网络能耗,大大延长了网络寿命[5]。当然,LEACH协议也存在某些缺点,针对这些不足有不少改进算法[6-7]。由于水下环境复杂多变,并且多采用水声通信,信道环境的复杂性和通信方式的差异性制约了经典分簇协议在水下传感器网络中的应用。近年来,已有不少文献[8-11]将陆地无线传感器网络的分簇路由协议改进后,应用到水下环境中,网络性能得到很大的提升。……
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