以下技術(shù)效果：
[0023] (1)本發(fā)明設(shè)計(jì)基于網(wǎng)絡(luò)編碼與壓縮感知的傳感網(wǎng)絡(luò)分簇式空時(shí)壓縮方法，針對(duì) 當(dāng)前研究方案在探索無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)感知數(shù)據(jù)時(shí)間和空間相關(guān)性時(shí)存在的重建誤差和計(jì) 算復(fù)雜度不夠低等性能缺陷問(wèn)題，融合網(wǎng)絡(luò)編碼與壓縮感知理論提出了一個(gè)分簇式空時(shí)壓 縮方法，對(duì)感知數(shù)據(jù)空時(shí)相關(guān)性進(jìn)行了深度挖掘，通過(guò)設(shè)計(jì)恰當(dāng)?shù)木W(wǎng)絡(luò)編碼系數(shù)和觀測(cè)矩 陣元素，將網(wǎng)絡(luò)編碼和壓縮感知理論融合統(tǒng)一到實(shí)數(shù)域，保證了數(shù)據(jù)重建是可行的，并具有 尚成功率；
[0024] (2)本發(fā)明設(shè)計(jì)基于網(wǎng)絡(luò)編碼與壓縮感知的傳感網(wǎng)絡(luò)分簇式空時(shí)壓縮方法中，通 過(guò)構(gòu)建傳感器節(jié)點(diǎn)（簇頭節(jié)點(diǎn)）進(jìn)行獨(dú)立編碼，匯聚節(jié)點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)合解碼模型使得在保證相 同壓縮增益的情況下，與其它具有相同計(jì)算復(fù)雜度的空時(shí)壓縮方法相比，本方法壓縮數(shù)據(jù) 的重建具有更低的重建誤差；并且，基于對(duì)時(shí)間和空間相關(guān)性進(jìn)行循序漸進(jìn)分步式的探索， 使得與基于聯(lián)合稀疏模型（JSM)的空時(shí)壓縮方法相比，本發(fā)明設(shè)計(jì)技術(shù)方案在重建過(guò)程具 有更低的計(jì)算復(fù)雜度；
[0025] (3)本發(fā)明設(shè)計(jì)基于網(wǎng)絡(luò)編碼與壓縮感知的傳感網(wǎng)絡(luò)分簇式空時(shí)壓縮方法中，通 過(guò)對(duì)感知數(shù)據(jù)空時(shí)相關(guān)性深入的挖掘，使得本發(fā)明方法具有相當(dāng)可觀的壓縮增益，加之設(shè) 計(jì)簇頭節(jié)點(diǎn)采用的網(wǎng)絡(luò)編碼操作使得整個(gè)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載更加均衡，進(jìn)一步延長(zhǎng)了網(wǎng)絡(luò)生命周 期；同時(shí)由于傳輸?shù)男畔⒉辉偈敲魑?，使得傳輸信息具有潛在的安全?yōu)勢(shì)。
【附圖說(shuō)明】
[0026] 圖1是本發(fā)明設(shè)計(jì)的基于網(wǎng)絡(luò)編碼與壓縮感知的傳感網(wǎng)絡(luò)分簇式空時(shí)壓縮方法 的數(shù)據(jù)流方向；
[0027] 圖2是本發(fā)明設(shè)計(jì)的基于網(wǎng)絡(luò)編碼與壓縮感知的傳感網(wǎng)絡(luò)分簇式空時(shí)壓縮方法 的流程示意圖；
[0028] 圖3表示本發(fā)明設(shè)計(jì)方法與當(dāng)前其它兩類(lèi)方法在數(shù)據(jù)重建誤差方面的比較，其中 Clusteredspatio-temporal表示本發(fā)明所提出的方法；
[0029] 圖4表示本發(fā)明設(shè)計(jì)方法與當(dāng)前其它兩類(lèi)方法在壓縮增益上的比較，其中 Clusteredspatio-temporal表示本發(fā)明所提出的方法。
【具體實(shí)施方式】
[0030] 下面結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0031] 如圖1和圖2所示，本發(fā)明設(shè)計(jì)基于網(wǎng)絡(luò)編碼與壓縮感知的傳感網(wǎng)絡(luò)分簇式空時(shí) 壓縮方法在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程當(dāng)中，傳感網(wǎng)絡(luò)包括一個(gè)匯聚節(jié)點(diǎn)和數(shù)個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)，將所有傳 感器節(jié)點(diǎn)按預(yù)設(shè)距離劃分獲得各個(gè)簇，其中，各個(gè)簇中至少包括兩個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)，選擇其中 剩余電量最多的傳感器節(jié)點(diǎn)作為簇頭節(jié)點(diǎn)；所述傳感網(wǎng)絡(luò)分簇式空時(shí)壓縮方法在實(shí)際應(yīng)用 中，具體包括如下步驟：
[0032] 步驟001.各個(gè)簇中的各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)分別按時(shí)間維度采集其對(duì)應(yīng)的原始環(huán)境數(shù) 據(jù)，其中，時(shí)間維度上的原始環(huán)境數(shù)據(jù)在預(yù)設(shè)的離散余弦變換矩陣W上是可壓縮的，這里， 設(shè)計(jì)傳感網(wǎng)絡(luò)中總共劃分獲得4個(gè)簇，各個(gè)簇中分別有1個(gè)簇頭節(jié)點(diǎn)和10個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)， 各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)在時(shí)間維度上分別有500個(gè)原始環(huán)境數(shù)據(jù)，這里，即N的取值為500 ;同時(shí) 將空間和時(shí)間維度的原始環(huán)境數(shù)據(jù)設(shè)置成S和W可壓縮信號(hào)數(shù)據(jù)，S和W分別取值5和60 ; 各個(gè)簇中的各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)在按時(shí)間維度采集其對(duì)應(yīng)原始環(huán)境數(shù)據(jù)過(guò)程中，采用同一個(gè)預(yù) 設(shè)的n*500階傳感器節(jié)點(diǎn)觀測(cè)矩陣?針對(duì)時(shí)間維度的原始環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮采樣，n取值 范圍為2w至4. 5w，各個(gè)簇中各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)分別獲得對(duì)應(yīng)的各個(gè)壓縮采樣數(shù)據(jù)，各個(gè)簇中 各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)并分別將其所獲得的各個(gè)壓縮采樣數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)上傳至其所在簇的簇頭節(jié)點(diǎn)； 其中，預(yù)設(shè)的傳感器節(jié)點(diǎn)觀測(cè)矩陣?任意取自于一個(gè)500*500單位矩陣中的部分，且該預(yù) 設(shè)的傳感器節(jié)點(diǎn)觀測(cè)矩陣?的行數(shù)n小于列數(shù)500 ;
[0033] 步驟002.各個(gè)簇中的簇頭節(jié)點(diǎn)分別針對(duì)其所在簇中各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)上傳的壓縮 采樣數(shù)據(jù)，分別采用預(yù)設(shè)與各個(gè)簇相一一對(duì)應(yīng)的m*M階簇頭節(jié)點(diǎn)觀測(cè)矩陣i進(jìn)行空間維 度的數(shù)據(jù)壓縮，各個(gè)簇中的簇頭節(jié)點(diǎn)分別獲得對(duì)應(yīng)的各個(gè)本簇壓縮數(shù)據(jù)；其中，在空間維度 上各個(gè)簇中的簇頭節(jié)點(diǎn)所接收到的壓縮采樣數(shù)據(jù)在預(yù)設(shè)的離散余弦變換矩陣V'i上是可 壓縮的，V'i表示第i個(gè)簇頭節(jié)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)預(yù)設(shè)的離散余弦變換矩陣；i為傳感網(wǎng)絡(luò)中第i 個(gè)簇頭節(jié)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的簇頭節(jié)點(diǎn)觀測(cè)矩陣，簇頭節(jié)點(diǎn)觀測(cè)矩陣中的元素符合獨(dú)立零均值的高 斯分布，I<i<I，I為傳感網(wǎng)絡(luò)中簇的數(shù)量，基于上述實(shí)施例，這里I為4,即I<i< 4， M為對(duì)應(yīng)簇中傳感器節(jié)點(diǎn)的數(shù)量，即M= 10，m大于等于1，且m小于對(duì)應(yīng)簇中的M，即1彡m < 10,基于此，在實(shí)際過(guò)程中，設(shè)計(jì)m= 6,則上述過(guò)程為：各個(gè)簇中的簇頭節(jié)點(diǎn)分別針對(duì)其 所在簇中各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)上傳的壓縮采樣數(shù)據(jù)，分別采用預(yù)設(shè)與各個(gè)簇相一一對(duì)應(yīng)的6*10 階簇頭節(jié)點(diǎn)觀測(cè)矩陣,進(jìn)行空間維度的數(shù)據(jù)壓縮，各個(gè)簇中的簇頭節(jié)點(diǎn)分別獲得對(duì)應(yīng)的 各個(gè)本簇壓縮數(shù)據(jù)；
[0034] 步驟003.各個(gè)簇中的簇頭節(jié)點(diǎn)分別針對(duì)其獲得的各個(gè)本簇壓縮數(shù)據(jù)，分別設(shè)置 編碼系數(shù)bt (e，k)，并根據(jù)編碼系數(shù)bt(e，k)分別針對(duì)各個(gè)本簇壓縮數(shù)據(jù)進(jìn)行線(xiàn)性網(wǎng)絡(luò)編 碼，各個(gè)簇頭節(jié)點(diǎn)分別獲得對(duì)應(yīng)其所在簇的各個(gè)本簇壓縮編碼數(shù)據(jù)；其中，bt(e，k)表示在 時(shí)隙t，簇頭節(jié)點(diǎn)針對(duì)其獲得的第k個(gè)本簇壓縮數(shù)據(jù)設(shè)置的編碼系數(shù)，e表示簇頭節(jié)點(diǎn)所對(duì) 應(yīng)下一跳簇頭節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)發(fā)送鏈路，kG{1，2,…，m}，且當(dāng)t> 1時(shí)，bt(e,k) = 0 ;
[0035] 步驟004.分別針對(duì)各個(gè)簇中的簇頭節(jié)點(diǎn)進(jìn)行如下操作，分別判斷簇頭節(jié)點(diǎn)是否 接收到其它簇頭節(jié)點(diǎn)組播發(fā)送來(lái)的簇?cái)?shù)據(jù)，是則簇頭節(jié)點(diǎn)針對(duì)接收到其它簇頭節(jié)點(diǎn)組播所 發(fā)送來(lái)的簇?cái)?shù)據(jù)，設(shè)置編碼系數(shù)at (e，e'），并根據(jù)編碼系數(shù)at (e，e'）針對(duì)該接收到的簇?cái)?shù) 據(jù)進(jìn)行線(xiàn)性網(wǎng)絡(luò)編碼，簇頭節(jié)點(diǎn)獲得對(duì)應(yīng)的其它簇編碼數(shù)據(jù)，并將對(duì)應(yīng)的各個(gè)本簇壓縮編 碼數(shù)據(jù)和其它簇編碼數(shù)據(jù)相結(jié)合構(gòu)成對(duì)應(yīng)簇頭節(jié)點(diǎn)的簇?cái)?shù)據(jù)；否則將對(duì)應(yīng)的各個(gè)本簇壓縮 編碼數(shù)據(jù)構(gòu)成對(duì)應(yīng)簇頭節(jié)點(diǎn)的簇?cái)?shù)據(jù)；其中，at(e，e'）表示在時(shí)隙t，簇頭節(jié)點(diǎn)針對(duì)由接收 鏈路e'所接收到上一跳簇頭節(jié)點(diǎn)發(fā)送的簇?cái)?shù)據(jù)設(shè)置的編碼系數(shù)，且at(e，e'）符合獨(dú)立零 均值的高斯分布；
[0036] 步驟005.分別針對(duì)各個(gè)簇中的簇頭節(jié)點(diǎn)進(jìn)行如下操作，判斷以簇頭節(jié)點(diǎn)為中心、 一跳范圍內(nèi)位于匯聚節(jié)點(diǎn)方向的各個(gè)節(jié)點(diǎn)中是否存在匯聚節(jié)點(diǎn)，是則該簇頭節(jié)點(diǎn)將其簇?cái)?shù) 據(jù)發(fā)送至匯聚節(jié)點(diǎn)；否則該簇頭節(jié)點(diǎn)向位于匯聚節(jié)點(diǎn)方向、一跳范圍內(nèi)的各個(gè)簇頭節(jié)點(diǎn)進(jìn) 行組播其簇?cái)?shù)據(jù)，接收到其它簇頭結(jié)點(diǎn)組播發(fā)送來(lái)簇?cái)?shù)據(jù)的簇頭節(jié)點(diǎn)按照步驟004進(jìn)行執(zhí) 行，然后再執(zhí)行步驟005,直至簇?cái)?shù)據(jù)被發(fā)送至匯聚節(jié)點(diǎn)；
[0037] 步驟005-1 :所述匯聚節(jié)點(diǎn)針對(duì)接收到的各個(gè)簇?cái)?shù)據(jù)，對(duì)具有相關(guān)性的數(shù)據(jù)進(jìn)行 冗余數(shù)據(jù)過(guò)濾，更新接收到的各個(gè)簇?cái)?shù)據(jù)；
[0038] 步驟006.匯聚節(jié)點(diǎn)針對(duì)接收到的簇?cái)?shù)據(jù)，采用聯(lián)合解碼的方式進(jìn)行實(shí)時(shí)解碼，獲 得傳感網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)的原始環(huán)境數(shù)據(jù)；其中包括如下過(guò)程，匯聚節(jié)點(diǎn)接收到來(lái)自 于各個(gè)簇頭節(jié)點(diǎn)的簇?cái)?shù)據(jù)，構(gòu)成數(shù)據(jù)U，如下所示：
[0040] 其中，為所述傳感網(wǎng)絡(luò)中所有簇頭節(jié)點(diǎn)分別所對(duì)應(yīng)簇頭節(jié)點(diǎn)觀測(cè)矩陣的總矩 陣，Q表示所述傳感網(wǎng)絡(luò)中用于線(xiàn)性網(wǎng)絡(luò)編碼的編碼系數(shù)矩陣，Y'表示所述傳感網(wǎng)絡(luò)中各 個(gè)簇頭節(jié)點(diǎn)所接收來(lái)自于其簇內(nèi)部各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)的壓縮采樣數(shù)據(jù)，I<I<n，y'u表示 所述傳感網(wǎng)絡(luò)中第i個(gè)簇頭節(jié)點(diǎn)在第1個(gè)時(shí)間維度上所接收到來(lái)自于其簇內(nèi)部各個(gè)傳感器 節(jié)點(diǎn)的壓縮采樣數(shù)據(jù)，為所述傳感網(wǎng)絡(luò)中總共I=4個(gè)簇頭節(jié)點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)的離散余弦 變換矩陣屯^組成的分塊對(duì)角矩陣，Y'可通過(guò)分塊對(duì)角矩陣的分解獲得相應(yīng)的系數(shù)矩 陣0' ；
[0041] 匯聚節(jié)點(diǎn)根據(jù)所接收到的數(shù)據(jù)U、Q和已知的?'及，通過(guò)壓縮采樣匹配追蹤 算法（CoSaMP)求解出對(duì)應(yīng)的Y' ；再根據(jù)傳感器節(jié)點(diǎn)觀測(cè)矩陣?、離散余弦變換矩陣W和 Y'，通過(guò)壓縮采樣匹配追蹤算法獲得所述傳感網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)的原始環(huán)境數(shù)據(jù)，即 實(shí)施例中40*500個(gè)原始環(huán)境數(shù)據(jù)。
[0042] 上述技術(shù)方案設(shè)計(jì)基于網(wǎng)絡(luò)編碼與壓縮感知的傳感網(wǎng)絡(luò)分簇式空時(shí)壓縮方法，針 對(duì)當(dāng)前研究方案在探索無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)感知數(shù)據(jù)時(shí)間和空間相關(guān)性時(shí)存在的重建誤差和 計(jì)算復(fù)雜度不夠低等性能缺陷問(wèn)題，融合網(wǎng)絡(luò)編碼與壓縮感知理論提出了一個(gè)分簇式空時(shí) 壓縮方法，對(duì)感知數(shù)據(jù)空時(shí)相關(guān)性進(jìn)行了深度挖掘，通過(guò)設(shè)計(jì)恰當(dāng)?shù)木W(wǎng)絡(luò)編碼系數(shù)和觀測(cè) 矩陣元素，將網(wǎng)絡(luò)編碼和壓縮感知理論融合統(tǒng)一到實(shí)數(shù)域，保證了數(shù)據(jù)重建是可行的，并具 有高成功率；還有，通過(guò)構(gòu)建傳感器節(jié)點(diǎn)（簇頭節(jié)點(diǎn)）進(jìn)行獨(dú)立編碼，匯聚節(jié)點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)合解 碼模型使得在保證相同壓縮增益的情況下，與其它具有相同計(jì)算復(fù)雜度的空時(shí)