wsn中基于多级算术编码的溯源数据压缩方法

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1、分类号TP393.0密级公开UDC004.7编号10299S1308047硕士学位论文WSN中基于多级算术编码的溯源数据压缩方法DataProvenanceCompressionUsingClusterBasedArithmeticCodinginWirelessSensorNetworks指导教师王昌达作者姓名袁裕琳申请学位级别硕士专业名称计算机应用技术论文提交日期2016年04月论文答辩日期2016年06月学位授予单位和日期江苏大学2016年06月答辩委员会主席赵跃华评阅人学位论文版权使用授权书江苏大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、中国学术期刊（光盘版）电子杂志

2、社有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致，允许论文被查阅和借阅，同时授权中国科学技术信息研究所将本论文编入《中国学位论文全文数据库》并向社会提供查询，授权中国学术期刊（光盘版）电子杂志社将本论文编入《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》并向社会提供查询。论文的公布（包括刊登）授权江苏大学研究生处办理。本学位论文属于不保密□。学位论文作者签名：指导教师签名：年月日年月日独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容以外

3、，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果，也不包含为获得江苏大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月江苏大学硕士学位论文摘要在无线传感器网络（WirelessSensorNetwork，WSN）中，溯源数据（Provenance）是评估数据可信性的重要依据之一，Provenance记录了一个数据包从产生至被传输至基站（BS）途经的全部节点以及在这些节点上对数据的相关操作。因此Provenance的大小会随着数据包传输路

4、径长度的增长而迅速膨胀。目前，在WSN中采用基于传统算术编码的Provenance压缩方法虽然能有效地解决上述问题，但当WSN的规模较大时，采用此类方法的Provenance压缩效率较低、而且BS的计算负载较大。有鉴于此，本文提出了一种基于算术编码的无损多级Provenance压缩方法，通过对WSN进行分簇组织，一方面可以获得较高的压缩比率、另一方面能有效降低BS在解压缩Provenance时的计算负载。本文的主要工作包括以下几点：（1）在WSN分簇组织方法的基础上，提出了一种分布式的基于多级算术编码的Provenance压缩方法，相对于现有的方法获得了较高的Provena

5、nce压缩比，且有效降低了由此导致的BS计算负载；（2）对任意给定的WSN，给出了不同分簇方法与WSN中Provenance平均大小的函数关系，证明了在Provenance压缩传输的过程中WSN最优分簇的存在性；（3）采用了轻量级的方法保护Provenance压缩传输的安全性，并由此兼顾了在WSN中节省能耗的要求；（4）通过理论分析、基于TinyOS的软件仿真，以及基于Zigbee硬件实验共同检验了本方法的性能及其可行性。关键词：算术编码，分簇，溯源数据，压缩IWSN中基于多级算术编码的溯源数据压缩方法ABSTRACTInwirelesssensornetworks,dat

6、aprovenanceisoneoftheimportantbasisforassessingthetrustworthinessofthedata.Provenancerecordsthewholenodesonthepathfromsourcenodetothebasestationofadatapacketandtheoperationofthesenodes.Therefore,thesizeofProvenancewillexpandrapidlywiththeincreaseofthelengthofthedatapackettransmissionpath.A

7、tpresent,wehavestudiedtraditionalarithmeticcodingcompressionmethod,butthelowcompressionefficiencyandlargecomputationalloadofBSisstillamajorproblem.ConcerningthelowcompressionefficiencyofthetraditionalarithmeticcodingandtheresourceconstrainedinWSN,thepaperprese