可调分辨率的水下传感器网络压缩感知重构算法.pdf

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1、第28卷第5期传感技术学报V0l_28No．52015牟5月CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSMav2015CompressedSensingRecoveryAlgorithmwithAdjustableResolutionforUnderwaterSensorNetworksZHAOWenQiang，HUBin，KANGWenJing，LIUGongLiang(SchoolofInformationandElectricalEngineering，HarbinInstituteofTechnologyatWeihai，WeihaiSha

2、ndong264209，China)Abstract：Consideringthecharacteristicsintheprocessofinformationcollectioninunderwatersensornetworksandtherestrictedrequirementsofcompressedsensingtheory，thecompressedsensingrecoveryalgorithmwithadjustableresolutionforunderwatersensornetworksisproposedinthispaper．Firstly，t

3、heSinknodecomputesthereconstructresolutionaccordingtothedimensionoftherandomobservedvectorandthestrategyforadjustingresolution．Andthen．therandomobservedvectorwillbeprocessed，andtheobservedmatrixwillbeconstructedaccordingtothere—c0nstructresolutionandthelocationinformationofthenodedata．Fina

4、lly．theinformationofobservedareawillbereconstructedbycompressedsensingrecoveryalgorithm．Simulationresultsshowthattheproposedmethodcanim—provethereconstructaccuracyinasmal1sensingprobability．Keywords：underwatersensornetworks；compressedsensing；reconstructaccuracy；reconstructresolutionEEACC：7

5、230doi：10．3969／j．issn．1004-1699．2015．05．019可调分辨率的水下传感器网络压缩感知重构算法水赵文强，胡滨，康文静，刘功亮(哈尔滨工业大学威海校区信息与电气工程学院，山东威海264209)摘要：针对水下传感器网络信息获取过程的特点和压缩感知精确重构原始信号的限制条件，提出一种可调分辨率的水下传感器网络压缩感知重构算法。Sink节点根据获取到的随机观测向量的维度以及给定的分辨率调整策略，计算出重构分辨率，并根据重构分辨率及获取到的节点数据的位置信息处理随机观测向量，构造观测矩阵，最后，采用压缩感知重构算法重构待观测区域的原始物理信息。仿真结

6、果表明，当节点的感知概率较小时，相比于固定分辨率的重构方案，可调分辨率的重构方案能显著提高重构精度。关键词：水下传感器网络；压缩感知；重构精度；重构分辨率中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1004-1699(2015)05-0723-06近年来，对于水下传感器网络方面的研究越来越感器网络成为对于水下传感器网络研究的重点。压受到人们的关注。然而，相比于陆地通信环境，水下缩感知技术CS(CompressedSensing)作为一种新通信环境更加复杂，更加恶劣¨。水下严重的电磁波的高效的信息获取方式，在满足一定的条件下，通过衰减，使得通信只能采用频率，速度都比较低的声

7、波。得到一个稀疏信号的少量的随机的观测值，就能够相比于电磁波，采用声波带来了更大的传播时延。相高精度的恢复出原始信号。压缩感知技术已经在通对于陆地通信，较低的通信频段使得通信带宽受到了信和信号处理中获得了大量的理论应用J。水下更加苛刻的限制。水下通信节点的能量一般是通过传感器网络采集到的测量数据具有时间和空间相关电池供给，而水下电池很难被更换，所以，水下传感器性，在傅立叶变换域，离散余弦变换域，小波变换域网络的能量受到了限制。此外，复杂多变的水下信道等变换域中表现为稀疏性J。所以，压缩感知技术环境使得水下通信拥有更