一種有損鏈路下壓縮感知數(shù)據(jù)收集方法及裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種有損鏈路下壓縮感知數(shù)據(jù)收集方法及裝置，在各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的傳輸鏈路上傳輸加權(quán)數(shù)據(jù)疊加包過(guò)程中，若任意一條傳輸鏈路發(fā)生數(shù)據(jù)丟包現(xiàn)象，則會(huì)確定發(fā)生數(shù)據(jù)丟包現(xiàn)象的傳輸鏈路的鏈路類型，并基于鏈路類型獲得與鏈路類型相對(duì)應(yīng)的補(bǔ)包傳輸機(jī)制，這就意味著本發(fā)明中補(bǔ)包傳輸機(jī)制不單單是重傳機(jī)制，而是可以基于鏈路類型選擇對(duì)應(yīng)的補(bǔ)包傳輸機(jī)制，通過(guò)對(duì)應(yīng)的補(bǔ)包傳輸機(jī)制來(lái)恢復(fù)接收節(jié)點(diǎn)丟失的數(shù)據(jù)包，以保證傳輸鏈路中丟失的數(shù)據(jù)包的絕對(duì)可恢復(fù)，從而降低壓縮感知數(shù)據(jù)收集方法對(duì)丟包的高敏感性，保證壓縮感知數(shù)據(jù)收集方法在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)丟包環(huán)境下可以正常實(shí)施。
【專利說(shuō)明】
-種有損鏈路下壓縮感知數(shù)據(jù)收集方法及裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明屬于壓縮感知技術(shù)領(lǐng)域，更具體的說(shuō)，尤其設(shè)及一種有損鏈路下壓縮感知 數(shù)據(jù)收集方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)包括多個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)和一個(gè)數(shù)據(jù)匯聚節(jié)點(diǎn)，每個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)利用自 身內(nèi)部的傳感器感知周圍環(huán)境的數(shù)據(jù)（也稱為感知數(shù)據(jù)），通過(guò)壓縮感知（Compressive Sensing, CS)技術(shù)將感知數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)匯聚節(jié)點(diǎn)。
[0003] 在無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)基于CS技術(shù)傳輸數(shù)據(jù)的情況下，無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)中N個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn) 的感知數(shù)據(jù)組成一個(gè)N*1的矢量，記為d。假設(shè)d是K稀疏的，那么根據(jù)壓縮感知理論，d可W通 過(guò)相應(yīng)的最優(yōu)化算法準(zhǔn)確重構(gòu)原始的加權(quán)數(shù)據(jù)疊加包。假設(shè)隨機(jī)觀測(cè)矩陣為：Φ = (Φυ)ΜΧΝ，其中Μ?Ν，Μ為預(yù)設(shè)的觀測(cè)次數(shù)，貝販影后的觀測(cè)矢量為:Y=(yi,j)Mxi=〇d。把觀 測(cè)矢量Y傳輸?shù)綌?shù)據(jù)匯聚節(jié)點(diǎn)，則數(shù)據(jù)匯聚節(jié)點(diǎn)可W對(duì)d通過(guò)求解最優(yōu)化問(wèn)題的方法來(lái)重構(gòu) 原始的加權(quán)數(shù)據(jù)疊加包。
[0004] 但是上述數(shù)據(jù)匯聚節(jié)點(diǎn)并不是接收單個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)的感知數(shù)據(jù)，而是接收所有傳 感器節(jié)點(diǎn)的感知數(shù)據(jù)的加權(quán)和(加權(quán)和稱為感知數(shù)據(jù)的觀測(cè)值），如圖1所示，為了傳輸?shù)趇 次觀測(cè)值給數(shù)據(jù)匯聚節(jié)點(diǎn)，傳感器節(jié)點(diǎn)Si把感知數(shù)據(jù)dl乘W隨機(jī)系數(shù)Φ 11得到加權(quán)數(shù)據(jù)疊 加包，并將加權(quán)數(shù)據(jù)疊加包發(fā)送給傳感器節(jié)點(diǎn)S2,傳感器節(jié)點(diǎn)S2也將其感知數(shù)據(jù)cb乘W隨機(jī) 系數(shù)Φ i2，得到加權(quán)數(shù)據(jù)疊加包Φ ildl+ Φ i2d2給節(jié)點(diǎn)傳感器節(jié)點(diǎn)S3，W此類推，傳感器節(jié)點(diǎn)Sj 基于其接收的觀測(cè)值和自己的感知數(shù)據(jù)的加權(quán)和得到加權(quán)數(shù)據(jù)疊加包Φ ildl+ Φ i2d2+. . .+ Φυ山并發(fā)送給傳感器節(jié)點(diǎn)Sw，最后數(shù)據(jù)匯聚節(jié)點(diǎn)接收到的第i次觀測(cè)值為。當(dāng) 數(shù)據(jù)匯聚節(jié)點(diǎn)接收到所有的Μ次觀測(cè)值后，構(gòu)成觀測(cè)向量y e rMxi，運(yùn)樣數(shù)據(jù)匯聚節(jié)點(diǎn)根據(jù)觀 測(cè)矩陣Φ和稀疏基Ψ即可恢復(fù)稀疏信號(hào)S，然后經(jīng)過(guò)稀疏域的逆變化即可得到原始的加權(quán) 數(shù)據(jù)疊加包X，其中觀測(cè)向量7=Φχ=ΦΨ3。
[0005] 由上述感知數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程可知，若任意一條傳輸鏈路發(fā)生了數(shù)據(jù)丟包現(xiàn)象，那么 丟失的數(shù)據(jù)包可能不僅僅是一個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)的感知數(shù)據(jù)，而可能是很多個(gè)前端的傳感器節(jié) 點(diǎn)的感知數(shù)據(jù)，運(yùn)將大大降低數(shù)據(jù)恢復(fù)精度。目前針對(duì)運(yùn)種情況的解決方式是:在各個(gè)傳感 器節(jié)點(diǎn)之間和傳感器節(jié)點(diǎn)與數(shù)據(jù)匯聚節(jié)點(diǎn)之間重傳加權(quán)數(shù)據(jù)疊加包。當(dāng)最大重傳次數(shù)為30 時(shí)，網(wǎng)絡(luò)的丟包率仍維持在20%左右，由此可知重傳感知數(shù)據(jù)不能保證數(shù)據(jù)的絕對(duì)恢復(fù)，而 且重傳感知數(shù)據(jù)還會(huì)提高節(jié)點(diǎn)能耗W及降低網(wǎng)絡(luò)壽命。發(fā)明人通過(guò)仿真試驗(yàn)證明，在網(wǎng)絡(luò) 的丟包率達(dá)到2 %的情況下，數(shù)據(jù)恢復(fù)精度就無(wú)法滿足要求，也即目前的壓縮感知數(shù)據(jù)收集 方法對(duì)丟包具有高敏感性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種有損鏈路下壓縮感知數(shù)據(jù)收集方法及裝 置，用于降低壓縮感知數(shù)據(jù)收集方法對(duì)丟包的高敏感性，保證壓縮感知數(shù)據(jù)收集方法在實(shí) 際網(wǎng)絡(luò)丟包環(huán)境下可w正常實(shí)施。技術(shù)方案如下：
[0007] 本發(fā)明提供一種有損鏈路下壓縮感知數(shù)據(jù)收集方法，所述方法包括：
[0008] 通過(guò)無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)采集各自監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的數(shù)據(jù)；
[0009] 在各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的傳輸鏈路上傳輸與所述數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的加權(quán)數(shù)據(jù)疊加包；
[0010] 當(dāng)任意一條傳輸鏈路在傳輸所述加權(quán)數(shù)據(jù)疊加包時(shí)發(fā)生數(shù)據(jù)丟包現(xiàn)象時(shí)，確定發(fā) 生數(shù)據(jù)丟包現(xiàn)象的所述傳輸鏈路的鏈路類型；
[0011] 基于所述鏈路類型，獲得與所述鏈路類型相對(duì)應(yīng)的補(bǔ)包傳輸機(jī)制；
[0012] 基于所述補(bǔ)包傳輸機(jī)制，恢復(fù)發(fā)生數(shù)據(jù)丟包現(xiàn)象的所述傳輸鏈路中接收節(jié)點(diǎn)接收 的數(shù)據(jù)包。
[0013] 優(yōu)選的，所述基于所述鏈路類型，獲得與所述鏈路類型相對(duì)應(yīng)的補(bǔ)包傳輸機(jī)制，包 括：
[0014] 當(dāng)所述鏈路類型為遠(yuǎn)距離丟包鏈路類型時(shí)，獲得與所述遠(yuǎn)距離丟包鏈路類型對(duì)應(yīng) 的時(shí)間序列相關(guān)性補(bǔ)包機(jī)制；
[0015] 當(dāng)所述鏈路類型為灰區(qū)丟包鏈路類型時(shí)，獲得與所述灰區(qū)丟包鏈路類型對(duì)應(yīng)的重 傳機(jī)制和時(shí)間序列相關(guān)性補(bǔ)包機(jī)制；
[0016] 當(dāng)所述鏈路類型為誤碼丟包鏈路類型時(shí)，確定發(fā)生數(shù)據(jù)丟包現(xiàn)象的所述傳輸鏈路 的丟包類型，當(dāng)所述丟包類型為塊狀丟包時(shí)，獲得與所述塊狀丟包對(duì)應(yīng)的時(shí)間序列相關(guān)性 補(bǔ)包機(jī)制；當(dāng)所述丟包類型為隨機(jī)丟包時(shí)，獲得與所述隨機(jī)丟包對(duì)應(yīng)的重傳機(jī)制。
[0017] 優(yōu)選的，所述基于所述補(bǔ)包傳輸機(jī)制，恢復(fù)發(fā)生數(shù)據(jù)丟包現(xiàn)象的所述傳輸鏈路中 接收節(jié)點(diǎn)接收的數(shù)據(jù)包，包括：
[0018] 當(dāng)所述鏈路類型為灰區(qū)丟包鏈路類型時(shí)，在預(yù)設(shè)重傳次數(shù)內(nèi)基于重傳機(jī)制恢復(fù)發(fā) 生數(shù)據(jù)丟包現(xiàn)象的所述傳輸鏈路中接收節(jié)點(diǎn)接收的數(shù)據(jù)包；
[0019] 若在預(yù)設(shè)重傳次數(shù)后仍未成功恢復(fù)丟失的數(shù)據(jù)包，則基于時(shí)間序列相關(guān)性補(bǔ)包機(jī) 制恢復(fù)發(fā)生數(shù)據(jù)丟包現(xiàn)象的所述傳輸鏈路中接收節(jié)點(diǎn)接收的數(shù)據(jù)包。
[0020] 優(yōu)選的，當(dāng)所述補(bǔ)包傳輸機(jī)制為所述時(shí)間序列相關(guān)性補(bǔ)包機(jī)制時(shí)，所述基于所述 補(bǔ)包傳輸機(jī)制，恢復(fù)發(fā)生數(shù)據(jù)丟包現(xiàn)象的所述傳輸鏈路中接收節(jié)點(diǎn)接收的數(shù)據(jù)包，包括： [0021 ]在第T輪數(shù)據(jù)收集的第j次觀測(cè)發(fā)生數(shù)據(jù)丟包現(xiàn)象的情況下，獲取所述接收節(jié)點(diǎn)在 第T輪數(shù)據(jù)收集的前預(yù)設(shè)輪在第j次觀測(cè)到的數(shù)據(jù)包，其中T和j為自然數(shù)，j大于等于1且j小 于等于M，M為每輪數(shù)據(jù)收集的觀測(cè)總次數(shù)，T表示數(shù)據(jù)收集的輪數(shù)；
[0022] 根據(jù)前預(yù)設(shè)輪距離T輪數(shù)據(jù)收集的時(shí)間遠(yuǎn)近，W不同的加權(quán)系數(shù)對(duì)前預(yù)設(shè)輪在第j 次觀測(cè)到的數(shù)據(jù)包進(jìn)行加權(quán)處理，得到所述接收節(jié)點(diǎn)在第T輪第j次觀測(cè)的數(shù)據(jù)包。
[0023] 優(yōu)選的，所述當(dāng)所述鏈路類型為誤碼丟包鏈路類型時(shí)，確定發(fā)生數(shù)據(jù)丟包現(xiàn)象的 所述傳輸鏈路的丟包類型，包括：
[0024] 基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的初始化階段的獨(dú)立隨機(jī)丟包統(tǒng)計(jì)結(jié)果，得到丟包間隔為預(yù)設(shè) 間隔的第一相對(duì)頻率值；
[0025] 在各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)采集各自監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的數(shù)據(jù)過(guò)程中，統(tǒng)計(jì)發(fā)生數(shù)據(jù)丟包現(xiàn)象的 所述傳輸鏈路上的收發(fā)包情況；
[0026] 基于所述發(fā)生數(shù)據(jù)丟包現(xiàn)象的所述傳輸鏈路上的收發(fā)包情況，計(jì)算預(yù)設(shè)滑動(dòng)窗下 丟包間隔為預(yù)設(shè)間隔的第二相對(duì)頻率值；
[0027] 當(dāng)所述第二相對(duì)頻率值和所述第一相對(duì)頻率值的絕對(duì)差值小于等于預(yù)設(shè)差值時(shí)， 確定所述丟包類型為所述隨機(jī)丟包；
[0028] 當(dāng)所述第二相對(duì)頻率值和所述第一相對(duì)頻率值的絕對(duì)差值大于所述預(yù)設(shè)差值時(shí)， 確定所述丟包類型為所述塊狀丟包。
[0029] 優(yōu)選的，所述當(dāng)任意一條傳輸鏈路在傳輸所述加權(quán)數(shù)據(jù)疊加包時(shí)發(fā)生數(shù)據(jù)丟包現(xiàn) 象時(shí)，確定發(fā)生數(shù)據(jù)丟包現(xiàn)象的所述傳輸鏈路的鏈路類型，包括：
[0030] 計(jì)算發(fā)生數(shù)據(jù)丟包現(xiàn)象的所述傳輸鏈路的接收信號(hào)強(qiáng)度指示RSSI均值；
[0031] 當(dāng)所述RSSI均值小于第一預(yù)設(shè)均值時(shí)，確定所述鏈路類型為所述遠(yuǎn)距離丟包鏈路 類型；
[0032] 當(dāng)所述RSSI均值大于等于所述第一預(yù)設(shè)均值，且所述RSSI均值小于等于第二預(yù)設(shè) 均值時(shí)，確定所述鏈路類型為所述灰區(qū)丟包鏈路類型，所述第二預(yù)設(shè)均值大于所述第一預(yù) 設(shè)均值；
[0033] 當(dāng)所述RSSI均值大于所述第二預(yù)設(shè)均值時(shí)，確定所述鏈路類型為所述誤碼丟包鏈 路類型。
[0034] 本發(fā)明還提供一種有損鏈路下壓縮感知數(shù)據(jù)收集裝置，所述裝置包括：
[0035] 采集模塊，用于通過(guò)無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)采集各自監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的數(shù) 據(jù)；
[0036] 傳輸模塊，用于在各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的傳輸鏈路上傳輸與所述數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的加權(quán) 數(shù)據(jù)疊加包；
[0037] 確定模塊，用于當(dāng)任意一條傳輸鏈路在傳輸所述加權(quán)數(shù)據(jù)疊加包時(shí)發(fā)生數(shù)據(jù)丟包 現(xiàn)象時(shí)，確定發(fā)生數(shù)據(jù)丟包現(xiàn)象的所述傳輸鏈路的鏈路類型；
[0038] 獲得模塊，用于基于所述鏈路類型，獲得與所述鏈路類型相對(duì)應(yīng)的補(bǔ)包傳輸機(jī)制；
[0039] 恢復(fù)模塊，用于基于所述補(bǔ)包傳輸機(jī)制，恢復(fù)發(fā)生數(shù)據(jù)丟包現(xiàn)象的所述傳輸鏈路 中接收節(jié)點(diǎn)接收的數(shù)據(jù)包。
[0040] 優(yōu)選的，所述獲得模塊包括:第一獲得子模塊、第二獲得子模塊和第Ξ獲得子模 塊；
[0041] 所述第一獲得子模塊，用于當(dāng)所述鏈路類型為遠(yuǎn)距離丟包鏈路類型時(shí)，獲得與所 述遠(yuǎn)距離丟包鏈路類型對(duì)應(yīng)的時(shí)間序列相關(guān)性補(bǔ)包機(jī)制；
[0042] 所述第二獲得子模塊，用于當(dāng)所述鏈路類型為灰區(qū)丟包鏈路類型時(shí)，獲得與所述 灰區(qū)丟包鏈路類型對(duì)應(yīng)的重傳機(jī)制和時(shí)間序列相關(guān)性補(bǔ)包機(jī)制；
[0043] 所述第Ξ獲得子模塊，用于當(dāng)所述鏈路類型為誤碼丟包鏈路類型時(shí)，確定發(fā)生數(shù) 據(jù)丟包現(xiàn)象的所述傳輸鏈路的丟包類型，當(dāng)所述丟包類型為塊狀丟包時(shí)，獲得與所述塊狀 丟包對(duì)應(yīng)的時(shí)間序列相關(guān)性補(bǔ)包機(jī)制；當(dāng)所述丟包類型為隨機(jī)丟包時(shí)，獲得與所述隨機(jī)丟 包對(duì)應(yīng)的重傳機(jī)制。
[0044] 優(yōu)選的，所述恢復(fù)模塊，用于當(dāng)所述鏈路類型為灰區(qū)丟包鏈路類型時(shí)，在預(yù)設(shè)重傳 次數(shù)內(nèi)基于重傳機(jī)制恢復(fù)發(fā)生數(shù)據(jù)丟包現(xiàn)象的所述傳輸鏈路中接收節(jié)點(diǎn)接收的數(shù)據(jù)包，若 在預(yù)設(shè)重傳次數(shù)后仍未成功恢復(fù)丟失的數(shù)據(jù)包，則基于時(shí)間序列相關(guān)性補(bǔ)包機(jī)制恢復(fù)發(fā)生 數(shù)據(jù)丟包現(xiàn)象的所述傳輸鏈路中接收節(jié)點(diǎn)接收的數(shù)據(jù)包。
[0045] 優(yōu)選的，所述恢復(fù)模塊包括:第一恢復(fù)子模塊和第二恢復(fù)子模塊；
[0046] 所述第一恢復(fù)子模塊，用于當(dāng)所述補(bǔ)包傳輸機(jī)制為重傳機(jī)制時(shí)，通過(guò)所述加權(quán)數(shù) 據(jù)疊加包的重傳來(lái)恢復(fù)丟失的數(shù)據(jù)包；
[0047] 所述第二恢復(fù)子模塊，用于當(dāng)所述補(bǔ)包傳輸機(jī)制為所述時(shí)間序列相關(guān)性補(bǔ)包機(jī)制 時(shí)，在第T輪數(shù)據(jù)收集的第j次觀測(cè)發(fā)生數(shù)據(jù)丟包現(xiàn)象的情況下，獲取所述接收節(jié)點(diǎn)在第T輪 數(shù)據(jù)收集的前預(yù)設(shè)輪在第j次觀測(cè)到的數(shù)據(jù)包，根據(jù)前預(yù)設(shè)輪距離T輪數(shù)據(jù)收集的時(shí)間遠(yuǎn) 近，W不同的加權(quán)系數(shù)對(duì)前預(yù)設(shè)輪在第j次觀測(cè)到的數(shù)據(jù)包進(jìn)行加權(quán)處理，得到所述接收節(jié) 點(diǎn)在第T輪第j次觀測(cè)的數(shù)據(jù)包，其中T和j為自然數(shù)，j大于等于1且j小于等于M，M為每輪數(shù) 據(jù)收集的觀測(cè)總次數(shù)，T表示數(shù)據(jù)收集的輪數(shù)。
[0048] 優(yōu)選的，所述第Ξ獲得子模塊包括:第一計(jì)算子模塊、統(tǒng)計(jì)子模塊、第二計(jì)算子模 塊、第一確定子模塊、第二確定子模塊和第Ξ確定子模塊；
[0049] 所述第一計(jì)算子模塊，用于基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的初始化階段的獨(dú)立隨機(jī)丟包統(tǒng)計(jì) 結(jié)果，得到丟包間隔為預(yù)設(shè)間隔的第一相對(duì)頻率值；
[0050] 所述統(tǒng)計(jì)子模塊，用于在各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)采集各自監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的數(shù)據(jù)過(guò)程中，統(tǒng) 計(jì)發(fā)生數(shù)據(jù)丟包現(xiàn)象的所述傳輸鏈路上的收發(fā)包情況；
[0051] 所述第二計(jì)算子模塊，用于基于所述發(fā)生數(shù)據(jù)丟包現(xiàn)象的所述傳輸鏈路上的收發(fā) 包情況，計(jì)算預(yù)設(shè)滑動(dòng)窗下丟包間隔為預(yù)設(shè)間隔的第二相對(duì)頻率值；
[0052] 所述第一確定子模塊，用于當(dāng)所述第二相對(duì)頻率值和所述第一相對(duì)頻率值的絕對(duì) 差值小于等于預(yù)設(shè)差值時(shí)，確定所述丟包類型為所述隨機(jī)丟包；
[0053] 所述第二確定子模塊，用于當(dāng)所述第二相對(duì)頻率值和所述第一相對(duì)頻率值的絕對(duì) 差值大于所述預(yù)設(shè)差值時(shí)，確定所述丟包類型為所述塊狀丟包；
[0054] 所述第Ξ確定子模塊，用于當(dāng)所述丟包類型為塊狀丟包時(shí)，獲得與所述塊狀丟包 對(duì)應(yīng)的時(shí)間序列相關(guān)性補(bǔ)包機(jī)制；當(dāng)所述丟包類型為隨機(jī)丟包時(shí)，獲得與所述隨機(jī)丟包對(duì) 應(yīng)的重傳機(jī)制。
[0055] 優(yōu)選的，所述確定模塊包括:計(jì)算子模塊、第一類型確定子模塊、第二類型確定子 模塊和第Ξ類型確定子模塊；
[0056] 所述計(jì)算子模塊，用于計(jì)算發(fā)生數(shù)據(jù)丟包現(xiàn)象的所述傳輸鏈路的接收信號(hào)強(qiáng)度指 示RSSI均值；
[0057] 所述第一類型確定子模塊，用于當(dāng)所述RSSI均值小于第一預(yù)設(shè)均值時(shí)，確定所述 鏈路類型為所述遠(yuǎn)距離丟包鏈路類型；
[0058] 所述第二類型確定子模塊，用于當(dāng)所述RSSI均值大于等于所述第一預(yù)設(shè)均值，且 所述RSSI均值小于等于第二預(yù)設(shè)均值時(shí)，確定所述鏈路類型為所述灰區(qū)丟包鏈路類型，所 述第二預(yù)設(shè)均值大于所述第一預(yù)設(shè)均值；
[0059] 所述第Ξ類型確定子模塊，用于當(dāng)所述RSSI均值大于所述第二預(yù)設(shè)均值時(shí)，確定 所述鏈路類型為所述誤碼丟包鏈路類型。
[0060] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的上述技術(shù)方案具有如下優(yōu)點(diǎn)：
[0061 ]在各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的傳輸鏈路上傳輸加權(quán)數(shù)據(jù)疊加包過(guò)程中，若任意一條傳 輸鏈路發(fā)生數(shù)據(jù)丟包現(xiàn)象，則會(huì)確定發(fā)生數(shù)據(jù)丟包現(xiàn)象的傳輸鏈路的鏈路類型，并基于鏈 路類型獲得與鏈路類型相對(duì)應(yīng)的補(bǔ)包傳輸機(jī)制來(lái)恢復(fù)接收節(jié)點(diǎn)丟失的數(shù)據(jù)包，運(yùn)就意味著 本發(fā)明中補(bǔ)包傳輸機(jī)制不單單是上述重傳機(jī)制，而是可W基于鏈路類型選擇對(duì)應(yīng)的補(bǔ)包傳 輸機(jī)制，通過(guò)對(duì)應(yīng)的補(bǔ)包傳輸機(jī)制來(lái)恢復(fù)接收節(jié)點(diǎn)丟失的數(shù)據(jù)包，w保證傳輸鏈路中丟失 的數(shù)據(jù)包的絕對(duì)可恢復(fù)，從而降低壓縮感知數(shù)據(jù)收集方法對(duì)丟包的高敏感性，保證壓縮感 知數(shù)據(jù)收集方法在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)丟包環(huán)境下可W正常實(shí)施。
【附圖說(shuō)明】
[0062] 為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖是本發(fā)明 的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可W根據(jù) 運(yùn)些附圖獲得其他的附圖。
[0063] 圖1是現(xiàn)有壓縮感知數(shù)據(jù)的傳輸示意圖；
[0064] 圖2是隨機(jī)丟包的示意圖；
[0065] 圖3是塊狀丟包的示意圖；
[0066] 圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的有損鏈路下壓縮感知數(shù)據(jù)收集方法的流程圖；
[0067] 圖5是本發(fā)明實(shí)施例提供的有損鏈路下壓縮感知數(shù)據(jù)收集方法的一種子流程圖；
[0068] 圖6是傳輸鏈路中PRR與RSSI均值的關(guān)系示意圖；
[0069] 圖7是本發(fā)明實(shí)施例提供的有損鏈路下壓縮感知數(shù)據(jù)收集方法的另一種子流程 圖；
[0070] 圖8是數(shù)據(jù)包接收情況統(tǒng)計(jì)二進(jìn)制序列的示意圖；
[0071 ]圖9是傳輸鏈路丟包的示意圖；
[0072] 圖10是單節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)時(shí)隙的分布示意圖；
[0073] 圖11是本發(fā)明實(shí)施例提供的有損鏈路下壓縮感知數(shù)據(jù)收集裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0074] 圖12有損鏈路下壓縮感知數(shù)據(jù)收集裝置中確定模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0075] 圖13是有損鏈路下壓縮感知數(shù)據(jù)收集裝置中獲得模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0076] 為使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明實(shí)施例，首先對(duì)本發(fā)明實(shí)施例設(shè)及到的專 業(yè)術(shù)語(yǔ)進(jìn)行說(shuō)明，專業(yè)術(shù)語(yǔ)如下：
[0077] 最小生成樹(Minimum span tree,MST)路由：無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的樹狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下的 路由協(xié)議之一，主要功能是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的拓?fù)浣M網(wǎng)，其基本思想是從數(shù)據(jù)匯聚節(jié)點(diǎn)端出 發(fā)，首先找到距離數(shù)據(jù)匯聚節(jié)點(diǎn)最近的節(jié)點(diǎn)，將運(yùn)些節(jié)點(diǎn)作為距離數(shù)據(jù)匯聚節(jié)點(diǎn)端的第一 層節(jié)點(diǎn)加入到網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲?，之后將上述?jié)點(diǎn)(包含數(shù)據(jù)匯聚節(jié)點(diǎn))整體作為一個(gè)集合1，再找 出距離集合1最近的未加入到網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲械乃泄?jié)點(diǎn)，作為第二層節(jié)點(diǎn)加入到網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲校?之后再將已經(jīng)加入到網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲械乃泄?jié)點(diǎn)作為集合2,再?gòu)奈醇尤氲骄W(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲械乃?節(jié)點(diǎn)中，找到距離集合2最近的所有節(jié)點(diǎn)加入到網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲?，依次類推，直至所有?jié)點(diǎn)加入 到網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲?，從而?shí)現(xiàn)了全網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的組網(wǎng)。并且MST路由可W保證全網(wǎng)節(jié)點(diǎn)間的通信距離 最短，由于無(wú)線通信的通信距離越長(zhǎng)，對(duì)應(yīng)的能耗就越大，所WMST路由可W降低全網(wǎng)的能 耗。
[0078] 重構(gòu):通過(guò)CS技術(shù)的重構(gòu)算法將已經(jīng)被壓縮的信號(hào)重構(gòu)出來(lái)。
[00巧]重構(gòu)信號(hào)信噪比（Signal-to-Noise Ratio，SNR):反應(yīng)的是重構(gòu)信號(hào)與原始信號(hào) 的接近程度，SNR值越大說(shuō)明重構(gòu)的精度越高，重構(gòu)信號(hào)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)包與原始的數(shù)據(jù)包的接 近程度越大，反之越小。重構(gòu)信號(hào)SNR的計(jì)算公式為：
[0080] SNR=101g( I |z〇| k/| |z〇-Zrebuild||2)
[0081] 其中zo是原始信號(hào)列向量，Zrebuild是重構(gòu)出來(lái)的信號(hào)列向量，Μ -112是指向量的2 范數(shù)，例如列向量 X=[X1，X2，···，Χη]Τ,其 2 范數(shù)為 I |x| |2=(Χ?2+Χ22+···+Χη2)1/2。
[0082] 丟包間隔：丟包間隔是指網(wǎng)絡(luò)的某條傳輸鏈路上，相鄰的兩次數(shù)據(jù)包傳送失敗的 時(shí)間間隔，其反映的是傳輸鏈路丟包的突發(fā)性特征，例如假設(shè)第一次數(shù)據(jù)包傳輸失敗，而第 二次數(shù)據(jù)包傳輸成功，第Ξ次數(shù)據(jù)包傳輸又失敗，則丟包間隔為2;傳輸鏈路的丟包間隔越 大，鏈路丟包的突發(fā)性越小，丟失的數(shù)據(jù)包之間的相關(guān)性也越小，反之，突發(fā)性越大，丟失的 數(shù)據(jù)包之間的相關(guān)性也越大。
[0083] 遠(yuǎn)距離丟包：由于通信距離太遠(yuǎn)而產(chǎn)生丟包，此種類型丟包對(duì)于接收節(jié)點(diǎn)而言，其 不能接收到任何數(shù)據(jù)包的信息。
[0084] 誤碼丟包：由于傳輸鏈路質(zhì)量等各種原因造成的數(shù)據(jù)包碼位反轉(zhuǎn)而造成的錯(cuò)包， 在接收節(jié)點(diǎn)由于循環(huán)冗余校驗(yàn)碼(切clic Redundancy化eck，CRC)校驗(yàn)不通過(guò)而丟棄，此 種類型丟包對(duì)于接收節(jié)點(diǎn)而言可W接收到數(shù)據(jù)包的部分正確信息，其中遠(yuǎn)距離丟包和誤碼 丟包是從傳輸鏈路的類型角度劃分。
[0085] 隨機(jī)丟包:此種類型丟包通常是由外界突發(fā)噪聲、數(shù)據(jù)沖突等造成，如圖2所示;其 具有隨機(jī)性、節(jié)點(diǎn)丟包具有獨(dú)立同分布、時(shí)間上不存在關(guān)聯(lián)性，且相鄰的兩次發(fā)送不相關(guān)， 因此此種類型丟包通常采用重傳機(jī)制就可較好恢復(fù)丟包。
[0086] 塊狀丟包:此種類型丟包通常由網(wǎng)絡(luò)擁塞、信道記憶、鏈路相關(guān)突發(fā)等原因造成， 如圖3所示;此種類型丟包通常在時(shí)間上具有關(guān)聯(lián)性，會(huì)出現(xiàn)短暫的鏈路連續(xù)丟包現(xiàn)象，因 此重傳不能很好的解決該類型的丟包恢復(fù)，上述隨機(jī)丟包和塊狀丟包是從丟包類型劃分。
[0087] 為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例 中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是 本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員 在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0088] 請(qǐng)參閱圖4,其示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的有損鏈路下壓縮感知數(shù)據(jù)收集方法的 流程圖，用于為不同的鏈路類型選擇相對(duì)應(yīng)的補(bǔ)包傳輸機(jī)制進(jìn)行數(shù)據(jù)包恢復(fù)，可W包括W 下步驟：
[0089] 101:通過(guò)無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)采集各自監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的數(shù)據(jù)。其中各 個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)被預(yù)先安裝在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)，運(yùn)樣各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)就可W采集各自監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi) 的數(shù)據(jù)，在本發(fā)明實(shí)施例中，各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)可W基于CS技術(shù)來(lái)傳輸采集到的數(shù)據(jù)，并且傳 感器節(jié)點(diǎn)可W基于CS技術(shù)傳輸數(shù)據(jù)的現(xiàn)有方式進(jìn)行數(shù)據(jù)收集，對(duì)此本發(fā)明實(shí)施例不再進(jìn)行 詳述。
[0090] 102:在各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的傳輸鏈路上傳輸與數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的加權(quán)數(shù)據(jù)疊加包。在 本發(fā)明實(shí)施例中，各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)可W采用圖1所示方式在傳輸鏈路上傳輸加權(quán)數(shù)據(jù)疊加 包，即對(duì)于某輪數(shù)據(jù)收集過(guò)程中的第i次觀測(cè)來(lái)說(shuō)，第j個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)募訖?quán)數(shù)據(jù)疊加 包是:餐/； J = 1，2···，N，也就是說(shuō)第j個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)的加權(quán)數(shù)據(jù)疊加包是將自身采集 的數(shù)據(jù)與對(duì)應(yīng)的隨機(jī)系數(shù)相乘，并將相乘結(jié)果與第j-1個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)的加權(quán)數(shù)據(jù)疊加包相 加得到，而第1個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)的加權(quán)數(shù)據(jù)疊加包是：Φικ1ι，其中N為傳輸鏈路中傳感器節(jié)點(diǎn) 的總數(shù)。
[0091 ] 103:當(dāng)任意一條傳輸鏈路在傳輸加權(quán)數(shù)據(jù)疊加包時(shí)發(fā)生數(shù)據(jù)丟包現(xiàn)象時(shí)，確定發(fā) 生數(shù)據(jù)丟包現(xiàn)象的傳輸鏈路的鏈路類型。
[0092] 目前已有多種現(xiàn)有方式來(lái)判斷傳輸鏈路是否發(fā)生數(shù)據(jù)丟包現(xiàn)象，例如傳輸鏈路中 的丟包情況可通過(guò)分組接收率(Packet Reception Ratio,PRR)來(lái)反應(yīng)，需要注意的是，運(yùn) 里的PRR指的是接收節(jié)點(diǎn)接收到的數(shù)據(jù)包比率，而并非指接收節(jié)點(diǎn)正確接收的數(shù)據(jù)包比率， 因此通過(guò)PRR可W反應(yīng)遠(yuǎn)距離丟包鏈路類型的傳輸鏈路的丟包情況，對(duì)于判斷其他鏈路類 型的傳輸鏈路是否發(fā)生數(shù)據(jù)丟包現(xiàn)象的方式W及其他判斷遠(yuǎn)距離丟包鏈路類型的傳輸鏈 路是否發(fā)生數(shù)據(jù)丟包現(xiàn)象的方式可W參閱現(xiàn)有方式，對(duì)此本發(fā)明實(shí)施例不再一一闡述。而 對(duì)于鏈路類型來(lái)說(shuō)，其可W通過(guò)表征傳輸鏈路的質(zhì)量好壞的至少一個(gè)參數(shù)來(lái)確定。
[0093] 可W理解的是：傳輸鏈路的質(zhì)量與節(jié)點(diǎn)之間的通信距離有關(guān)，而節(jié)點(diǎn)間的通信距 離可W通過(guò)接收信號(hào)強(qiáng)度指示(Received Si即al Strength Indication,RSSI)來(lái)反應(yīng)，因 此在本發(fā)明實(shí)施例中可W通過(guò)RSSI均值來(lái)確定鏈路類型，其過(guò)程可W參閱圖5所示，可W包 括W下步驟：
[0094] 1031:計(jì)算發(fā)生數(shù)據(jù)丟包現(xiàn)象的傳輸鏈路的RSSI均值。在各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)采集各 自監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的數(shù)據(jù)時(shí)，實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)每條傳輸鏈路收發(fā)數(shù)據(jù)包過(guò)程中的RSSI值，然后根據(jù)統(tǒng) 計(jì)的RSSI值計(jì)算發(fā)生數(shù)據(jù)丟包現(xiàn)象的傳輸鏈路的RSSI均值。其計(jì)算方式如下：
[0095] 若當(dāng)前實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)的統(tǒng)計(jì)長(zhǎng)度大于等于預(yù)設(shè)長(zhǎng)度L，則選取最近L期統(tǒng)計(jì)的RSSI值計(jì) 算RSSI均值;若當(dāng)前實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)的統(tǒng)計(jì)長(zhǎng)度小于預(yù)設(shè)長(zhǎng)度L，則選取當(dāng)前統(tǒng)計(jì)的所有RSSI值計(jì) 算RSSI均值。
[0096] 例如預(yù)設(shè)長(zhǎng)度L的取值可W為20,則在計(jì)算RSSI均值時(shí)，會(huì)選取最近20期統(tǒng)計(jì)的 RSSI值，在本發(fā)明實(shí)施例中預(yù)設(shè)長(zhǎng)度的取值是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)取法，可W根據(jù)具體情況而變，對(duì)此 本發(fā)明實(shí)施例并不限定其具體取值。
[0097] 1032:當(dāng)RSSI均值小于第一預(yù)設(shè)均值時(shí)，確定鏈路類型為遠(yuǎn)距離丟包鏈路類型。
[0098] 1033:當(dāng)RSSI均值大于等于第一預(yù)設(shè)均值，且RSSI均值小于等于第二預(yù)設(shè)均值時(shí)， 確定鏈路類型為灰區(qū)丟包鏈路類型，其中第二預(yù)設(shè)均值大于第一預(yù)設(shè)均值。
[0099] 1034:當(dāng)RSSI均值大于第二預(yù)設(shè)均值時(shí)，確定鏈路類型為誤碼丟包鏈路類型。
[0100] 發(fā)明人通過(guò)對(duì)無(wú)錫市傳感網(wǎng)系統(tǒng)綠野千傳(Green化bs)原型系統(tǒng)數(shù)據(jù)的處理和分 析，發(fā)現(xiàn)當(dāng)RSSI均值在[-90地m，-85地m]時(shí)，傳輸鏈路會(huì)出現(xiàn)較多的遠(yuǎn)距離丟包，當(dāng)RSSI均 值大于-80地m時(shí)，傳輸鏈路近乎不存在遠(yuǎn)距離丟包，當(dāng)RSSI均值小于-90地m時(shí)，傳輸鏈路近 乎全為遠(yuǎn)距離丟包，如圖6所示，運(yùn)樣傳輸鏈路的RSSI均值可W分為Ξ個(gè)范圍：小于-90地m (考征功率絕對(duì)值的值），[-90地m，-80地m]之間和大于-80地m;其對(duì)應(yīng)的傳輸鏈路分別為質(zhì) 量較差鏈路、灰區(qū)鏈路和質(zhì)量較好鏈路。因此，本發(fā)明實(shí)施例可W將第一預(yù)設(shè)均值設(shè)置為- 90地m，將第二預(yù)設(shè)均值設(shè)置為-80地m，并按照如下方式界定傳輸鏈路：
[0101] 當(dāng)RSSI均值大于-80地m時(shí)，節(jié)點(diǎn)間的通信距離較為理想，若傳輸鏈路發(fā)生網(wǎng)絡(luò)丟 包，通常由數(shù)據(jù)包CRC校驗(yàn)出錯(cuò)而產(chǎn)生，而傳輸鏈路可近100%的概率接收到數(shù)據(jù)包(不 考慮數(shù)據(jù)包的正確與否），因此將其對(duì)應(yīng)的傳輸鏈路的鏈路類型確定為誤碼丟包鏈路類型；
[0102] 當(dāng)RSSI均值介于-90地m和-80地m之間時(shí)，傳輸鏈路的通信質(zhì)量不穩(wěn)定，若傳輸鏈 路發(fā)生數(shù)據(jù)丟包，不容易界定是何種類型，因此將其對(duì)應(yīng)的傳輸鏈路的鏈路類型確定為灰 區(qū)丟包鏈路類型；
[0103] 當(dāng)RSSI均值小于-90地m時(shí)，傳輸鏈路的通信質(zhì)量較差，節(jié)點(diǎn)間的通信距離較遠(yuǎn)，此 時(shí)若傳輸鏈路發(fā)生數(shù)據(jù)丟包，則該條傳輸鏈路上將會(huì)W較大的概率出現(xiàn)遠(yuǎn)距離丟包，因此 可W將傳輸鏈路的鏈路類型確定為遠(yuǎn)距離丟包鏈路類型。
[0104] 104:基于鏈路類型，獲得與鏈路類型相對(duì)應(yīng)的補(bǔ)包傳輸機(jī)制。也就是，對(duì)于不同鏈 路類型，若基于CS技術(shù)傳輸數(shù)據(jù)過(guò)程中發(fā)生數(shù)據(jù)丟包，則采用不同的補(bǔ)包傳輸機(jī)制恢復(fù)丟 失的數(shù)據(jù)包，W保證網(wǎng)絡(luò)能耗和信號(hào)重構(gòu)精度均能達(dá)到較好的狀態(tài)，提高網(wǎng)絡(luò)性能，具體的 機(jī)制選擇如表1所示。
[0105] 表1不同鏈路類型對(duì)應(yīng)的補(bǔ)包傳輸機(jī)制
[0106]
[0107] 從上述表1可知，當(dāng)鏈路類型為遠(yuǎn)距離丟包鏈路類型時(shí)，對(duì)應(yīng)的補(bǔ)包傳輸機(jī)制為時(shí) 間序列相關(guān)性補(bǔ)包機(jī)制；當(dāng)鏈路類型為灰區(qū)丟包鏈路類型時(shí)，對(duì)應(yīng)的補(bǔ)包傳輸機(jī)制為重傳 機(jī)制和時(shí)間序列相關(guān)性補(bǔ)包機(jī)制；當(dāng)鏈路類型為誤碼丟包鏈路類型時(shí)，需要首先確定發(fā)生 數(shù)據(jù)丟包現(xiàn)象的傳輸鏈路的丟包類型，當(dāng)丟包類型為塊狀丟包時(shí)，對(duì)應(yīng)的補(bǔ)包傳輸機(jī)制為 時(shí)間序列相關(guān)性補(bǔ)包機(jī)制；當(dāng)丟包類型為隨機(jī)丟包時(shí)，對(duì)應(yīng)的補(bǔ)包傳輸機(jī)制為重傳機(jī)制。
[0108] 在本發(fā)明實(shí)施例中，確定發(fā)生數(shù)據(jù)丟包現(xiàn)象的傳輸鏈路的丟包類型的過(guò)程如圖7 所示，可W包括W下步驟：
[0109] 1041:基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的初始化階段的獨(dú)立隨機(jī)丟包統(tǒng)計(jì)結(jié)果，得到丟包間隔 為預(yù)設(shè)間隔的第一相對(duì)頻率值。
[0110] 可W理解的是:無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的初始化階段主要完成:構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)路由、分發(fā)CS觀測(cè) 向量和獲取鏈路獨(dú)立隨機(jī)丟包先驗(yàn)信息（即獲取獨(dú)立隨機(jī)丟包統(tǒng)計(jì)結(jié)果）。具體的，假設(shè)無(wú) 線傳感網(wǎng)絡(luò)的全網(wǎng)共有N個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)，被隨機(jī)部署在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)，且一經(jīng)部署不再移動(dòng)， 各傳感器節(jié)點(diǎn)周期性的采集各自監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的數(shù)據(jù)。無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)由數(shù)據(jù)匯聚節(jié)點(diǎn)開始， WMST路由方式，逐級(jí)向網(wǎng)絡(luò)中加入距離網(wǎng)絡(luò)最近的節(jié)點(diǎn)，直至所有節(jié)點(diǎn)包含到網(wǎng)絡(luò)中，形 成樹狀的多跳拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
[0111] 在獨(dú)立隨機(jī)丟包統(tǒng)計(jì)過(guò)程的時(shí)間段T1內(nèi)，數(shù)據(jù)匯聚節(jié)點(diǎn)在全網(wǎng)的全部傳輸鏈路中 隨機(jī)選擇條傳輸鏈路，每條傳輸鏈路上的收發(fā)節(jié)點(diǎn)互發(fā)測(cè)試包，如化11〇包，并統(tǒng) 計(jì)化11〇包的丟包情況，統(tǒng)計(jì)結(jié)束后各條傳輸鏈路將統(tǒng)計(jì)結(jié)果沿路由分別傳送至數(shù)據(jù)匯聚 節(jié)點(diǎn)端，作為網(wǎng)絡(luò)的獨(dú)立隨機(jī)丟包統(tǒng)計(jì)結(jié)果。
[0112] 在獨(dú)立隨機(jī)丟包統(tǒng)計(jì)結(jié)果中可W用變量Xi表示接收節(jié)點(diǎn)S的第i個(gè)數(shù)據(jù)包接收情 況，假設(shè)Xi=l表示第i個(gè)數(shù)據(jù)包被成功接收，Xi = 〇表示第i個(gè)數(shù)據(jù)包未被成功接收，則每個(gè) 節(jié)點(diǎn)均可用圖8中所示的二進(jìn)制序列來(lái)表示節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)包接收情況。圖8中的二進(jìn)制序列 {Xi}表示數(shù)據(jù)包的接收情況，"Γ表示數(shù)據(jù)包被正確接收，"ο"表示數(shù)據(jù)包未被正確接收，其 中兩個(gè)連續(xù)的"0"表示丟包間隔為預(yù)設(shè)間隔1。在圖8中共有9次丟包，即存在9次丟包間隔的 統(tǒng)計(jì)，其中，丟包間隔為預(yù)設(shè)間隔1的共有4次，則丟包間隔為預(yù)設(shè)間隔1的第一相對(duì)頻率為 Piid = 4/9 = 0.44。
[0113] 1042:在各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)采集各自監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的數(shù)據(jù)過(guò)程中，統(tǒng)計(jì)發(fā)生數(shù)據(jù)丟包 現(xiàn)象的傳輸鏈路上的收發(fā)包情況。在各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)采集數(shù)據(jù)的初始化時(shí)間段T2內(nèi)，各個(gè) 傳感器節(jié)點(diǎn)WCS數(shù)據(jù)收集方式在傳輸鏈路中沿路由發(fā)送測(cè)試包，如化11〇包，在此發(fā)送過(guò)程 中統(tǒng)計(jì)各條傳輸鏈路的數(shù)據(jù)包接收情況，直至CS數(shù)據(jù)收集初始化結(jié)束。在CS數(shù)據(jù)收集初始 化結(jié)束后，表征數(shù)據(jù)包接收情況的二進(jìn)制序列{Xi}的初始化完成，因此可W將二進(jìn)制序列 {Xi}作為丟包類型預(yù)判的先驗(yàn)信息，運(yùn)樣通過(guò)統(tǒng)計(jì)傳輸鏈路中測(cè)試包的收發(fā)情況，可W得 到對(duì)應(yīng)的發(fā)生數(shù)據(jù)丟包現(xiàn)象的傳輸鏈路上的收發(fā)包情況。
[0114] 在本發(fā)明實(shí)施例中，上述時(shí)間段T1和初始化時(shí)間段T2的取值與無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)中一 輪壓縮感知數(shù)據(jù)收集的時(shí)間t有關(guān)，如Tl = 5t，T2=10t，本發(fā)明實(shí)施例并不限定運(yùn)兩個(gè)時(shí)間 段的具體取值。
[0115] 1043:基于發(fā)生數(shù)據(jù)丟包現(xiàn)象的傳輸鏈路上的收發(fā)包情況，統(tǒng)計(jì)預(yù)設(shè)滑動(dòng)窗下丟 包間隔為預(yù)設(shè)間隔的第二相對(duì)頻率值。之所W采用預(yù)設(shè)滑動(dòng)窗來(lái)統(tǒng)計(jì)，是為了避免長(zhǎng)時(shí)間 預(yù)測(cè)丟包類型帶來(lái)的結(jié)果時(shí)效性差的問(wèn)題，而采用預(yù)設(shè)滑動(dòng)窗統(tǒng)計(jì)的方法，提高結(jié)果匹配 的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確度。在本發(fā)明實(shí)施例中，采用長(zhǎng)度為K的預(yù)設(shè)滑動(dòng)窗，計(jì)算并統(tǒng)計(jì)預(yù)設(shè)滑動(dòng) 窗下丟包間隔為預(yù)設(shè)間隔1的第二相對(duì)頻率值P，其中K的取值為經(jīng)驗(yàn)取法，比如可W將K的 取值設(shè)置為20,其可W根據(jù)具體情況而變，本發(fā)明實(shí)施例并不限定其具體取值。
[0116] 1044:當(dāng)?shù)诙鄬?duì)頻率值和第一相對(duì)頻率值的絕對(duì)差值小于等于預(yù)設(shè)差值時(shí)，確 定丟包類型為隨機(jī)丟包。
[0117] 1045:當(dāng)?shù)诙鄬?duì)頻率值和第一相對(duì)頻率值的絕對(duì)差值大于預(yù)設(shè)差值時(shí)，確定丟 包類型為塊狀丟包。
[0118] 其中絕對(duì)差值是預(yù)先設(shè)置的一個(gè)整數(shù)，所述絕對(duì)差值的大小決定了系統(tǒng)的預(yù)判誤 差，取值范圍定義為(0,0.4)，具體可W根據(jù)實(shí)際情況可變。例如設(shè)置絕對(duì)差值為0.1，若 Piid-p I《0.1，則確定當(dāng)前傳輸鏈路狀態(tài)下W大概率為隨機(jī)丟包;若I piid-p I >0.1，則確定 當(dāng)前傳輸鏈路狀態(tài)下W大概率為塊狀丟包。
[0119] 105:基于補(bǔ)包傳輸機(jī)制，恢復(fù)發(fā)生數(shù)據(jù)丟包現(xiàn)象的傳輸鏈路中接收節(jié)點(diǎn)接收的數(shù) 據(jù)包。從上述各條鏈路類型對(duì)應(yīng)的補(bǔ)包傳輸機(jī)制可知，本發(fā)明實(shí)施例中的各條傳輸鏈路在 采用重傳機(jī)制不能恢復(fù)數(shù)據(jù)包的情況下，可W采用時(shí)間序列相關(guān)性補(bǔ)包機(jī)制，其中時(shí)間序 列相關(guān)性補(bǔ)包機(jī)制主要應(yīng)用于Ξ種鏈路類型下：
[0120] 遠(yuǎn)距離丟包鏈路類型；
[0121 ]誤碼丟包鏈路類型，且丟包類型為塊狀丟包；
[0122] 灰區(qū)丟包鏈路類型，且采用預(yù)設(shè)重傳次數(shù)仍存在數(shù)據(jù)丟包現(xiàn)象，也就是說(shuō)對(duì)于灰 區(qū)丟包鏈路類型來(lái)說(shuō)，在預(yù)設(shè)重傳次數(shù)內(nèi)基于重傳機(jī)制恢復(fù)發(fā)生數(shù)據(jù)丟包現(xiàn)象的傳輸鏈路 中接收節(jié)點(diǎn)接收的數(shù)據(jù)包，若在預(yù)設(shè)重傳次數(shù)后仍未成功恢復(fù)丟失的數(shù)據(jù)包，則基于時(shí)間 序列相關(guān)性補(bǔ)包機(jī)制恢復(fù)發(fā)生數(shù)據(jù)丟包現(xiàn)象的傳輸鏈路中接收節(jié)點(diǎn)接收的數(shù)據(jù)包。
[0123] 在無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)中，各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)募訖?quán)數(shù)據(jù)疊加包在時(shí)間上具有一定的 相關(guān)性，并且在時(shí)間序列上與最相近的時(shí)隙數(shù)據(jù)的相關(guān)性最強(qiáng)，較遠(yuǎn)時(shí)隙的數(shù)據(jù)，相關(guān)性則 相對(duì)較弱。因此，在采用時(shí)間序列相關(guān)性補(bǔ)包機(jī)制對(duì)丟失的數(shù)據(jù)包進(jìn)行補(bǔ)包時(shí)，需要針對(duì)距 離丟包時(shí)隙不同的時(shí)間間隔采用不同的權(quán)系數(shù)值W提高補(bǔ)包的精度。
[0124] 其中，在基于CS技術(shù)的數(shù)據(jù)收集過(guò)程中，丟失的數(shù)據(jù)包是丟包的傳輸鏈路前端的 所有傳感器節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)之和。雖然該數(shù)據(jù)包值不是傳感器節(jié)點(diǎn)直接采集到的原始數(shù)據(jù)，但 由于線性變換并不改變數(shù)據(jù)之間本身的時(shí)間相關(guān)性，所W丟失的數(shù)據(jù)包依然具有時(shí)間相關(guān) 性。例如，如圖9所示的網(wǎng)絡(luò)鏈路中，假設(shè)網(wǎng)絡(luò)鏈路的前端1個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)之和，即第1 個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)募訖?quán)數(shù)據(jù)疊加包在傳遞給第1+1個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)時(shí)發(fā)生數(shù)據(jù)包丟失，即 數(shù)據(jù)隹
丟失，其中ai是第i個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的隨機(jī)系數(shù)，XI是第i個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)采集 的數(shù)據(jù)，由于傳感器節(jié)點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)XI在其對(duì)應(yīng)的時(shí)間序列上具有時(shí)間相關(guān)性，所W對(duì)于 傳感器節(jié)點(diǎn)1+1接收到的加權(quán)數(shù)據(jù)疊加包
在其對(duì)應(yīng)的時(shí)間序列上也具有時(shí)間相關(guān)性。
[0125] 由于基于CS技術(shù)的每輪數(shù)據(jù)收集又分為多次觀測(cè)進(jìn)行，而每次觀測(cè)對(duì)應(yīng)的加權(quán)系 數(shù)都不同，因此丟包的時(shí)間序列應(yīng)是由丟包所在觀測(cè)輪的前預(yù)設(shè)輪收集到的數(shù)據(jù)包組成 的。如圖10所示，對(duì)于某個(gè)接收節(jié)點(diǎn)來(lái)說(shuō)，若接收節(jié)點(diǎn)在第輪數(shù)據(jù)收集的第3次測(cè)量中發(fā) 生了數(shù)據(jù)丟包，如圖10中的黑框位置，則組成時(shí)間序列的數(shù)據(jù)包應(yīng)為圖10中灰色條狀區(qū)域。
[0126] 基于此，當(dāng)補(bǔ)包傳輸機(jī)制為時(shí)間序列相關(guān)性補(bǔ)包機(jī)制時(shí)恢復(fù)接收節(jié)點(diǎn)接收的數(shù)據(jù) 包的過(guò)程是：
[0127] 在第T輪數(shù)據(jù)收集的第j次觀測(cè)發(fā)生數(shù)據(jù)丟包現(xiàn)象的情況下，獲取接收節(jié)點(diǎn)在第T 輪數(shù)據(jù)收集的前預(yù)設(shè)輪在第j次觀測(cè)到的數(shù)據(jù)包，其中T和j為自然數(shù)，j大于等于1且j小于 等于M，M為每輪數(shù)據(jù)收集的觀測(cè)總次數(shù)，T表示數(shù)據(jù)收集的輪數(shù);根據(jù)前預(yù)設(shè)輪距離T輪數(shù)據(jù) 收集的時(shí)間遠(yuǎn)近，W不同的加權(quán)系數(shù)對(duì)前預(yù)設(shè)輪在第j次觀測(cè)到的數(shù)據(jù)包進(jìn)行加權(quán)處理，得 到所述接收節(jié)點(diǎn)在第T輪第j次觀測(cè)的數(shù)據(jù)包。
[0128] 具體的，在第T輪數(shù)據(jù)收集的第j次測(cè)量發(fā)生數(shù)據(jù)丟失現(xiàn)象的情況下，在發(fā)生丟包 現(xiàn)象的傳輸鏈路的接收節(jié)點(diǎn)的存儲(chǔ)器中，尋找發(fā)生丟包輪的前預(yù)設(shè)輪接收節(jié)點(diǎn)在第j次觀 測(cè)到的數(shù)據(jù)包（即在第j次觀測(cè)次數(shù)接收到的數(shù)據(jù)包），組成時(shí)間相關(guān)性序列（DT-k， DT-k-i，. . .，Dt-2，Dt-i); W圖10為例，接收節(jié)點(diǎn)X在第輪數(shù)據(jù)收集的第3次測(cè)量中發(fā)生了數(shù) 據(jù)丟包，則組成時(shí)間相關(guān)性序列的數(shù)據(jù)包是灰色條狀區(qū)域的接收節(jié)點(diǎn)X接收到的數(shù)據(jù)包，即 接收節(jié)點(diǎn)X的第kl-k輪到第心2輪的第3次測(cè)量接收到的數(shù)據(jù)包。
[0129] 其中k為預(yù)設(shè)輪，由于預(yù)設(shè)論k值決定預(yù)測(cè)模型的階數(shù)，并影響丟包的恢復(fù)精度，因 此在本發(fā)明實(shí)施例中采用實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整方式來(lái)確定k值，W保證預(yù)測(cè)模型性能最優(yōu)。比如設(shè) 置預(yù)測(cè)誤差的上限為eub，預(yù)測(cè)誤差的下限為eib，初始k值設(shè)置為心=5,當(dāng)補(bǔ)包傳輸機(jī)制采用 過(guò)時(shí)間序列相關(guān)性補(bǔ)包機(jī)制后，等待最近一次正常收發(fā)的真實(shí)數(shù)據(jù)包Xr，然后利用當(dāng)前k 值，構(gòu)建k階預(yù)測(cè)模型，預(yù)測(cè)出真實(shí)數(shù)據(jù)包對(duì)應(yīng)序列的預(yù)測(cè)值;r，計(jì)算預(yù)測(cè)誤差e = x,.-衣，若 預(yù)測(cè)誤差e在(eib，eub)之內(nèi)，則不需調(diào)整k值;若預(yù)測(cè)誤差不在上述范圍，則分別取調(diào)整步長(zhǎng) 為+1、-1調(diào)整k值，并分別再次計(jì)算當(dāng)前預(yù)測(cè)誤差ei、e2,若I ei I < I Θ21，則選取步長(zhǎng)+1更新k 值，否貝ij,選取步長(zhǎng)-1。其中，eib二-5 % *虹，eub二巧％ *虹。
[0130] 相應(yīng)的，上述加權(quán)系數(shù)可W預(yù)先設(shè)置，其中預(yù)先設(shè)置的加權(quán)系數(shù)如表2所示。
[0131] 表2不同時(shí)隙數(shù)據(jù)的加權(quán)系數(shù)
[0132]
[0133] 假設(shè)在第T輪數(shù)據(jù)收集過(guò)程中發(fā)生了數(shù)據(jù)丟包，按照表2所示的加權(quán)系數(shù)，分別對(duì) 第T輪的前k輪的時(shí)間相關(guān)性序列進(jìn)行相應(yīng)的加權(quán)處理，得到接收節(jié)點(diǎn)X在第T輪接收的數(shù)據(jù) 包是：
作為接收節(jié)點(diǎn)在第T輪第j 次測(cè)量的數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡(luò)路由中向下一節(jié)點(diǎn)傳輸，W完成整個(gè)數(shù)據(jù)壓縮采樣過(guò)程。
[0134] 從上述技術(shù)方案可知，在各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的傳輸鏈路上傳輸加權(quán)數(shù)據(jù)疊加包 過(guò)程中，若任意一條傳輸鏈路發(fā)生數(shù)據(jù)丟包現(xiàn)象，則會(huì)確定發(fā)生數(shù)據(jù)丟包現(xiàn)象的傳輸鏈路 的鏈路類型，并基于鏈路類型獲得與鏈路類型相對(duì)應(yīng)的補(bǔ)包傳輸機(jī)制，運(yùn)就意味著本發(fā)明 中補(bǔ)包傳輸機(jī)制不單單是上述重傳機(jī)制，而是可W基于鏈路類型選擇對(duì)應(yīng)的補(bǔ)包傳輸機(jī) 審IJ，通過(guò)對(duì)應(yīng)的補(bǔ)包傳輸機(jī)制來(lái)恢復(fù)接收節(jié)點(diǎn)丟失的數(shù)據(jù)包，W保證傳輸鏈路中丟失的數(shù) 據(jù)包的絕對(duì)可恢復(fù)，從而降低壓縮感知數(shù)據(jù)收集方法對(duì)丟包的高敏感性，保證壓縮感知數(shù) 據(jù)收集方法在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)丟包環(huán)境下可W正常實(shí)施。
[0135] 例如可W采用時(shí)間序列相關(guān)性補(bǔ)包機(jī)制來(lái)利用節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)包的時(shí)間相關(guān)性對(duì)丟失 的數(shù)據(jù)包進(jìn)行恢復(fù)，W此保證傳輸鏈路中丟失的數(shù)據(jù)包的絕對(duì)可恢復(fù)，在丟失的數(shù)據(jù)包采 用時(shí)間相關(guān)性可W絕對(duì)恢復(fù)的情況下，無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)可W不再重傳丟失的數(shù)據(jù)包，進(jìn)而降 低因丟包重傳而造成節(jié)點(diǎn)的額外能耗，進(jìn)一步提高網(wǎng)絡(luò)壽命。
[0136] 并且本發(fā)明實(shí)施例采用在樹狀網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下的CS技術(shù)，每輪數(shù)據(jù)收集分為Μ次 測(cè)量進(jìn)行，運(yùn)樣在每輪數(shù)據(jù)收集過(guò)程中，路由鏈路中的各節(jié)點(diǎn)均發(fā)送Μ個(gè)數(shù)據(jù)包（如圖1所 示），因此保證網(wǎng)絡(luò)能耗均衡;在每輪數(shù)據(jù)收集過(guò)程中，全網(wǎng)Ν個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)若采用CS技術(shù)進(jìn) 行數(shù)據(jù)收集，則每個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)均發(fā)送Μ個(gè)數(shù)據(jù)包，全網(wǎng)共發(fā)送Ν*Μ個(gè)數(shù)據(jù)包，若采用傳統(tǒng)的 數(shù)據(jù)方式，不僅每個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)的能耗不均衡，而且全網(wǎng)共發(fā)送Ν* (Ν-1 )/2個(gè)數(shù)據(jù)包，由于Μ ?Ν，所WN*M<N*(N-l)/2,所W采用CS技術(shù)不僅能均衡能耗，還能降低網(wǎng)絡(luò)的整體能耗。
[0137] 對(duì)于前述的方法實(shí)施例，為了簡(jiǎn)單描述，故將其都表述為一系列的動(dòng)作組合，但是 本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該知悉，本發(fā)明并不受所描述的動(dòng)作順序的限制，因?yàn)橐罁?jù)本發(fā)明，某些 步驟可W采用其他順序或者同時(shí)進(jìn)行。其次，本領(lǐng)域技術(shù)人員也應(yīng)該知悉，說(shuō)明書中所描述 的實(shí)施例均屬于優(yōu)選實(shí)施例，所設(shè)及的動(dòng)作和模塊并不一定是本發(fā)明所必須的。
[0138] 與上述方法實(shí)施例相對(duì)應(yīng)，本發(fā)明還提供一種有損鏈路下壓縮感知數(shù)據(jù)收集裝 置，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖11所示，可W包括:采集模塊11、傳輸模塊12、確定模塊13、獲得模塊 14和恢復(fù)模塊15。
[0139] 采集模塊11，用于通過(guò)無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)采集各自監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的 數(shù)據(jù)。
[0140] 傳輸模塊12,用于在各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的傳輸鏈路上傳輸與數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的加權(quán)數(shù) 據(jù)疊加包。
[0141] 確定模塊13,用于當(dāng)任意一條傳輸鏈路在傳輸加權(quán)數(shù)據(jù)疊加包時(shí)發(fā)生數(shù)據(jù)丟包現(xiàn) 象時(shí)，確定發(fā)生數(shù)據(jù)丟包現(xiàn)象的傳輸鏈路的鏈路類型。
[0142] 目前已有多種現(xiàn)有方式來(lái)判斷傳輸鏈路是否發(fā)生數(shù)據(jù)丟包現(xiàn)象，例如傳輸鏈路中 的丟包情況可通過(guò)PRR來(lái)反應(yīng)，需要注意的是，運(yùn)里的PRR指的是接收節(jié)點(diǎn)接收到的數(shù)據(jù)包 比率，而并非指接收節(jié)點(diǎn)正確接收的數(shù)據(jù)包比率，因此通過(guò)PRR可W反應(yīng)遠(yuǎn)距離丟包鏈路類 型的傳輸鏈路的丟包情況，對(duì)于判斷其他鏈路類型的傳輸鏈路是否發(fā)生數(shù)據(jù)丟包現(xiàn)象的方 式W及其他判斷遠(yuǎn)距離丟包鏈路類型的傳輸鏈路是否發(fā)生數(shù)據(jù)丟包現(xiàn)象的方式可W參閱 現(xiàn)有方式，對(duì)此本發(fā)明實(shí)施例不再一一闡述。而對(duì)于鏈路類型來(lái)說(shuō)，其可W通過(guò)表征傳輸鏈 路的質(zhì)量好壞的至少一個(gè)參數(shù)來(lái)確定。
[0143] 可W理解的是：傳輸鏈路的質(zhì)量與節(jié)點(diǎn)之間的通信距離有關(guān)，而節(jié)點(diǎn)間的通信距 離可W通過(guò)RSSI來(lái)反應(yīng)，因此在本發(fā)明實(shí)施例中確定模塊13可W通過(guò)RSSI均值來(lái)確定鏈路 類型，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖12所示，可W包括:計(jì)算子模塊121、第一類型確定子模塊122、第二 類型確定子模塊123和第Ξ類型確定子模塊124。
[0144] 計(jì)算子模塊121，用于計(jì)算發(fā)生數(shù)據(jù)丟包現(xiàn)象的傳輸鏈路的接收信號(hào)強(qiáng)度指示 RSSI均值。在各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)采集各自監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的數(shù)據(jù)時(shí)，實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)每條傳輸鏈路收發(fā) 數(shù)據(jù)包過(guò)程中的RSSI值，然后根據(jù)統(tǒng)計(jì)的RSSI值計(jì)算發(fā)生數(shù)據(jù)丟包現(xiàn)象的傳輸鏈路的RSSI 均值。計(jì)算子模塊121的計(jì)算方式如下：
[0145] 若當(dāng)前實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)的統(tǒng)計(jì)長(zhǎng)度大于等于預(yù)設(shè)長(zhǎng)度L，則選取最近L期統(tǒng)計(jì)的RSSI值計(jì) 算RSSI均值;若當(dāng)前實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)的統(tǒng)計(jì)長(zhǎng)度小于預(yù)設(shè)長(zhǎng)度L，則選取當(dāng)前統(tǒng)計(jì)的所有RSSI值計(jì) 算RSSI均值。
[0146] 例如預(yù)設(shè)長(zhǎng)度L的取值可W為20,則在計(jì)算RSSI均值時(shí)，會(huì)選取最近20期統(tǒng)計(jì)的 RSSI值，在本發(fā)明實(shí)施例中預(yù)設(shè)長(zhǎng)度的取值是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)取法，可W根據(jù)具體情況而變，對(duì)此 本發(fā)明實(shí)施例并不限定其具體取值。
[0147] 第一類型確定子模塊122,用于當(dāng)RSSI均值小于第一預(yù)設(shè)均值時(shí)，確定鏈路類型為 遠(yuǎn)距離丟包鏈路類型。
[0148] 第二類型確定子模塊123,用于當(dāng)RSSI均值大于等于第一預(yù)設(shè)均值，且RSSI均值小 于等于第二預(yù)設(shè)均值時(shí)，確定鏈路類型為灰區(qū)丟包鏈路類型，第二預(yù)設(shè)均值大于第一預(yù)設(shè) 均值。
[0149] 第Ξ類型確定子模塊124,用于當(dāng)RSSI均值大于第二預(yù)設(shè)均值時(shí)，確定鏈路類型為 誤碼丟包鏈路類型。在本發(fā)明實(shí)施例中，上述第一預(yù)設(shè)均值可W設(shè)置為-90地m，第二預(yù)設(shè)均 值可W設(shè)置為-80地m，運(yùn)兩個(gè)預(yù)設(shè)均值的取值是發(fā)明人通過(guò)對(duì)GreenOrbs原型系統(tǒng)數(shù)據(jù)的 處理和分析得到的。
[0150] 獲得模塊14,用于基于鏈路類型，獲得與鏈路類型相對(duì)應(yīng)的補(bǔ)包傳輸機(jī)制。也就 是，對(duì)于不同鏈路類型，若基于CS技術(shù)傳輸數(shù)據(jù)過(guò)程中發(fā)生數(shù)據(jù)丟包，則采用不同的補(bǔ)包傳 輸機(jī)制恢復(fù)丟失的數(shù)據(jù)包，W保證網(wǎng)絡(luò)能耗和信號(hào)重構(gòu)精度均能達(dá)到較好的狀態(tài)，提高網(wǎng) 絡(luò)性能。
[0151] 具體的，獲得模塊14的結(jié)構(gòu)示意圖如圖13所示，可W包括:第一獲得子模塊141、第 二獲得子模塊142和第Ξ獲得子模塊143。
[0152] 第一獲得子模塊141，用于當(dāng)鏈路類型為遠(yuǎn)距離丟包鏈路類型時(shí)，獲得與遠(yuǎn)距離丟 包鏈路類型對(duì)應(yīng)的時(shí)間序列相關(guān)性補(bǔ)包機(jī)制。
[0153] 第二獲得子模塊142,用于當(dāng)鏈路類型為灰區(qū)丟包鏈路類型時(shí)，獲得與灰區(qū)丟包鏈 路類型對(duì)應(yīng)的重傳機(jī)制和時(shí)間序列相關(guān)性補(bǔ)包機(jī)制。
[0154] 第Ξ獲得子模塊143，用于當(dāng)鏈路類型為誤碼丟包鏈路類型時(shí)，確定發(fā)生數(shù)據(jù)丟包 現(xiàn)象的傳輸鏈路的丟包類型，當(dāng)丟包類型為塊狀丟包時(shí)，獲得與塊狀丟包對(duì)應(yīng)的時(shí)間序列 相關(guān)性補(bǔ)包機(jī)制，當(dāng)丟包類型為隨機(jī)丟包時(shí)，獲得與隨機(jī)丟包對(duì)應(yīng)的重傳機(jī)制。
[0155] 相應(yīng)的，第Ξ獲得子模塊143包括:第一計(jì)算子模塊、統(tǒng)計(jì)子模塊、第二計(jì)算子模 塊、第一確定子模塊、第二確定子模塊和第Ξ確定子模塊。
[0156] 第一計(jì)算子模塊，用于基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的初始化階段的獨(dú)立隨機(jī)丟包統(tǒng)計(jì)結(jié) 果，得到丟包間隔為預(yù)設(shè)間隔的第一相對(duì)頻率值。
[0157] 在獨(dú)立隨機(jī)丟包統(tǒng)計(jì)結(jié)果中可W用變量Xi表示接收節(jié)點(diǎn)S的第i個(gè)數(shù)據(jù)包接收情 況，假設(shè)Xi=l表示第i個(gè)數(shù)據(jù)包被成功接收，Xi = 〇表示第i個(gè)數(shù)據(jù)包未被成功接收，則每個(gè) 節(jié)點(diǎn)均可用圖8中所示的二進(jìn)制序列來(lái)表示節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)包接收情況。圖8中的二進(jìn)制序列 {Xi}表示數(shù)據(jù)包的接收情況，"Γ表示數(shù)據(jù)包被正確接收，"0"表示數(shù)據(jù)包未被正確接收，其 中兩個(gè)連續(xù)的"0"表示丟包間隔為預(yù)設(shè)間隔1。在圖8中共有9次丟包，即存在9次丟包間隔的 統(tǒng)計(jì)，其中，丟包間隔為預(yù)設(shè)間隔1的共有4次，則丟包間隔為預(yù)設(shè)間隔1的第一相對(duì)頻率為 Piid = 4/9 = 0.44。
[0158] 統(tǒng)計(jì)子模塊，用于在各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)采集各自監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的數(shù)據(jù)過(guò)程中，統(tǒng)計(jì)發(fā) 生數(shù)據(jù)丟包現(xiàn)象的傳輸鏈路上的收發(fā)包情況。
[0159] 第二計(jì)算子模塊，用于基于發(fā)生數(shù)據(jù)丟包現(xiàn)象的傳輸鏈路上的收發(fā)包情況，計(jì)算 預(yù)設(shè)滑動(dòng)窗下丟包間隔為預(yù)設(shè)間隔的第二相對(duì)頻率值。之所W采用預(yù)設(shè)滑動(dòng)窗來(lái)統(tǒng)計(jì)，是 為了避免長(zhǎng)時(shí)間預(yù)測(cè)丟包類型帶來(lái)的結(jié)果時(shí)效性差的問(wèn)題，而采用預(yù)設(shè)滑動(dòng)窗統(tǒng)計(jì)的方 法，提高結(jié)果匹配的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確度。在本發(fā)明實(shí)施例中，采用長(zhǎng)度為K的預(yù)設(shè)滑動(dòng)窗，計(jì)算 并統(tǒng)計(jì)預(yù)設(shè)滑動(dòng)窗下丟包間隔為預(yù)設(shè)間隔1的第二相對(duì)頻率值P，其中K的取值為經(jīng)驗(yàn)取法， 比如可W將K的取值設(shè)置為20,其可W根據(jù)具體情況而變，本發(fā)明實(shí)施例并不限定其具體取 值。
[0160] 第一確定子模塊，用于當(dāng)?shù)诙鄬?duì)頻率值和第一相對(duì)頻率值的絕對(duì)差值小于等于 預(yù)設(shè)差值時(shí)，確定丟包類型為隨機(jī)丟包。
[0161] 第二確定子模塊，用于當(dāng)?shù)诙鄬?duì)頻率值和第一相對(duì)頻率值的絕對(duì)差值大于預(yù)設(shè) 差值時(shí)，確定丟包類型為塊狀丟包。其中絕對(duì)差值是預(yù)先設(shè)置的一個(gè)整數(shù)，所述絕對(duì)差值的 大小決定了系統(tǒng)的預(yù)判誤差，取值范圍定義為(0,0.4)，具體可W根據(jù)實(shí)際情況可變。例如 設(shè)置絕對(duì)差值為0.1，若I Piid-p I《0.1，則確定當(dāng)前傳輸鏈路狀態(tài)下W大概率為隨機(jī)丟包； 若IPiid-p I >0.1，則確定當(dāng)前傳輸鏈路狀態(tài)下W大概率為塊狀丟包。
[0162] 第Ξ確定子模塊，用于當(dāng)丟包類型為塊狀丟包時(shí)，獲得與塊狀丟包對(duì)應(yīng)的時(shí)間序 列相關(guān)性補(bǔ)包機(jī)制。當(dāng)丟包類型為隨機(jī)丟包時(shí)，獲得與隨機(jī)丟包對(duì)應(yīng)的重傳機(jī)制。
[0163] 恢復(fù)模塊15,用于基于補(bǔ)包傳輸機(jī)制，恢復(fù)發(fā)生數(shù)據(jù)丟包現(xiàn)象的傳輸鏈路中接收 節(jié)點(diǎn)接收的數(shù)據(jù)包。從上述各條鏈路類型對(duì)應(yīng)的補(bǔ)包傳輸機(jī)制可知，本發(fā)明實(shí)施例中的各 條傳輸鏈路在采用重傳機(jī)制不能恢復(fù)數(shù)據(jù)包的情況下，可W采用時(shí)間序列相關(guān)性補(bǔ)包機(jī) 審IJ，其中時(shí)間序列相關(guān)性補(bǔ)包機(jī)制主要應(yīng)用于Ξ種鏈路類型下：
[0164] 遠(yuǎn)距離丟包鏈路類型；
[0165] 誤碼丟包鏈路類型，且丟包類型為塊狀丟包；
[0166] 灰區(qū)丟包鏈路類型，且采用預(yù)設(shè)重傳次數(shù)仍存在數(shù)據(jù)丟包現(xiàn)象，也就是說(shuō)對(duì)于灰 區(qū)丟包鏈路類型來(lái)說(shuō)，恢復(fù)模塊15在預(yù)設(shè)重傳次數(shù)內(nèi)基于重傳機(jī)制恢復(fù)發(fā)生數(shù)據(jù)丟包現(xiàn)象 的傳輸鏈路中接收節(jié)點(diǎn)接收的數(shù)據(jù)包，若在預(yù)設(shè)重傳次數(shù)后仍未成功恢復(fù)丟失的數(shù)據(jù)包， 則基于時(shí)間序列相關(guān)性補(bǔ)包機(jī)制恢復(fù)發(fā)生數(shù)據(jù)丟包現(xiàn)象的傳輸鏈路中接收節(jié)點(diǎn)接收的數(shù) 據(jù)包。
[0167] 在無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)中，各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)募訖?quán)數(shù)據(jù)疊加包在時(shí)間上具有一定的 相關(guān)性，并且在時(shí)間序列上與最相近的時(shí)隙數(shù)據(jù)的相關(guān)性最強(qiáng)，較遠(yuǎn)時(shí)隙的數(shù)據(jù)，相關(guān)性則 相對(duì)較弱。因此，在采用時(shí)間序列相關(guān)性補(bǔ)包機(jī)制對(duì)丟失的數(shù)據(jù)包進(jìn)行補(bǔ)包時(shí)，需要針對(duì)距 離丟包時(shí)隙不同的時(shí)間間隔采用不同的權(quán)系數(shù)值W提高補(bǔ)包的精度。
[0168] 其中，在基于CS技術(shù)的數(shù)據(jù)收集過(guò)程中，丟失的數(shù)據(jù)包是丟包的傳輸鏈路前端的 所有傳感器節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)之和。雖然該數(shù)據(jù)包值不是傳感器節(jié)點(diǎn)直接采集到的原始數(shù)據(jù)，但 由于線性變換并不改變數(shù)據(jù)之間本身的時(shí)間相關(guān)性，所W丟失的數(shù)據(jù)包依然具有時(shí)間相關(guān) 性。例如，如圖9所示的網(wǎng)絡(luò)鏈路中，假設(shè)網(wǎng)絡(luò)鏈路的前端1個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)之和，即第1 個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)募訖?quán)數(shù)據(jù)疊加包在傳遞給第1+1個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)時(shí)發(fā)生數(shù)據(jù)包丟失，即 數(shù)據(jù)隹
丟失，其中ai是第i個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的隨機(jī)系數(shù)，XI是第i個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)采集 的數(shù)據(jù)，由于傳感器節(jié)點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)XI在其對(duì)應(yīng)的時(shí)間序列上具有時(shí)間相關(guān)性，所W對(duì)于 傳感器節(jié)點(diǎn)1+1接收到的加權(quán)數(shù)據(jù)疊加包
在其對(duì)應(yīng)的時(shí)間序列上也具有時(shí)間相關(guān)性。
[0169] 由于基于CS技術(shù)的每輪數(shù)據(jù)收集又分為多次觀測(cè)進(jìn)行，而每次觀測(cè)對(duì)應(yīng)的加權(quán)系 數(shù)都不同，因此丟包的時(shí)間序列應(yīng)是由丟包所在觀測(cè)輪的前預(yù)設(shè)輪收集到的數(shù)據(jù)包組成 的。如圖10所示，對(duì)于某個(gè)接收節(jié)點(diǎn)來(lái)說(shuō)，若接收節(jié)點(diǎn)在第輪數(shù)據(jù)收集的第3次測(cè)量中發(fā) 生了數(shù)據(jù)丟包，如圖10中的黑框位置，則組成時(shí)間序列的數(shù)據(jù)包應(yīng)為圖10中灰色條狀區(qū)域。
[0170] 基于此，恢復(fù)模塊15在補(bǔ)包傳輸機(jī)制為時(shí)間序列相關(guān)性補(bǔ)包機(jī)制的情況下，恢復(fù) 接收節(jié)點(diǎn)接收的數(shù)據(jù)包的過(guò)程是：
[0171] 在第T輪數(shù)據(jù)收集的第j次觀測(cè)發(fā)生數(shù)據(jù)丟包現(xiàn)象的情況下，獲取接收節(jié)點(diǎn)在第T 輪數(shù)據(jù)收集的前預(yù)設(shè)輪在第j次觀測(cè)到的數(shù)據(jù)包，其中T和j為自然數(shù)，j大于等于1且j小于 等于M，M為每輪數(shù)據(jù)收集的觀測(cè)總次數(shù)，T表示數(shù)據(jù)收集的輪數(shù);根據(jù)前預(yù)設(shè)輪距離T輪數(shù)據(jù) 收集的時(shí)間遠(yuǎn)近，W不同的加權(quán)系數(shù)對(duì)前預(yù)設(shè)輪在第j次觀測(cè)到的數(shù)據(jù)包進(jìn)行加權(quán)處理，得 到所述接收節(jié)點(diǎn)在第T輪第j次觀測(cè)的數(shù)據(jù)包。
[0172] 也就是說(shuō)所述恢復(fù)模塊包括:第一恢復(fù)子模塊和第二恢復(fù)子模塊;其中第一恢復(fù) 子模塊，用于當(dāng)補(bǔ)包傳輸機(jī)制為重傳機(jī)制時(shí)，通過(guò)所述加權(quán)數(shù)據(jù)疊加包的重傳來(lái)恢復(fù)丟失 的數(shù)據(jù)包。
[0173] 而第二恢復(fù)子模塊則主要針對(duì)時(shí)間序列相關(guān)性補(bǔ)包機(jī)制的恢復(fù)，在第T輪數(shù)據(jù)收 集的第j次觀測(cè)發(fā)生數(shù)據(jù)丟包現(xiàn)象的情況下，獲取所述接收節(jié)點(diǎn)在第T輪數(shù)據(jù)收集的前預(yù)設(shè) 輪在第j次觀測(cè)到的數(shù)據(jù)包，根據(jù)前預(yù)設(shè)輪距離T輪數(shù)據(jù)收集的時(shí)間遠(yuǎn)近，W不同的加權(quán)系 數(shù)對(duì)前預(yù)設(shè)輪在第j次觀測(cè)到的數(shù)據(jù)包進(jìn)行加權(quán)處理，得到所述接收節(jié)點(diǎn)在第T輪第j次觀 測(cè)的數(shù)據(jù)包，其中τ和j為自然數(shù)，j大于等于1且j小于等于M，M為每輪數(shù)據(jù)收集的觀測(cè)總次 數(shù)，T表示數(shù)據(jù)收集的輪數(shù)。
[0174] 具體的，在第T輪數(shù)據(jù)收集的第j次測(cè)量發(fā)生數(shù)據(jù)丟失現(xiàn)象的情況下，在發(fā)生丟包 現(xiàn)象的傳輸鏈路的接收節(jié)點(diǎn)的存儲(chǔ)器中，尋找發(fā)生丟包輪的前預(yù)設(shè)輪接收節(jié)點(diǎn)在第j次觀 測(cè)到的數(shù)據(jù)包（即在第j次觀測(cè)次數(shù)接收到的數(shù)據(jù)包），組成時(shí)間相關(guān)性序列（DT-k，化-k -1，. . .，Dt-2，Dt-i); W圖10為例，接收節(jié)點(diǎn)X在第輪數(shù)據(jù)收集的第3次測(cè)量中發(fā)生了數(shù)據(jù) 丟包，則組成時(shí)間相關(guān)性序列的數(shù)據(jù)包是灰色條狀區(qū)域的接收節(jié)點(diǎn)X接收到的數(shù)據(jù)包，即接 收節(jié)點(diǎn)X的第kl-k輪到第心2輪的第3次測(cè)量接收到的數(shù)據(jù)包。
[0175] 其中k為預(yù)設(shè)輪，由于預(yù)設(shè)論k值決定預(yù)測(cè)模型的階數(shù)，并影響丟包的恢復(fù)精度，因 此在本發(fā)明實(shí)施例中采用實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整方式來(lái)確定k值，W保證預(yù)測(cè)模型性能最優(yōu)。比如設(shè) 置預(yù)測(cè)誤差的上限為eub，預(yù)測(cè)誤差的下限為eib，初始k值設(shè)置為心=5,當(dāng)補(bǔ)包傳輸機(jī)制采用 過(guò)時(shí)間序列相關(guān)性補(bǔ)包機(jī)制后，等待最近一次正常收發(fā)的真實(shí)數(shù)據(jù)包Xr，然后利用當(dāng)前k 值，構(gòu)建k階預(yù)測(cè)模型，預(yù)測(cè)出真實(shí)數(shù)據(jù)包對(duì)應(yīng)序列的預(yù)測(cè)值Sr，計(jì)算預(yù)測(cè)誤差e = -f,，若 預(yù)測(cè)誤差e在(eib，eub)之內(nèi)，則不需調(diào)整k值;若預(yù)測(cè)誤差不在上述范圍，則分別取調(diào)整步長(zhǎng) 為+1、-1調(diào)整k值，并分別再次計(jì)算當(dāng)前預(yù)測(cè)誤差ei、e2,若I ei I < I Θ21，則選取步長(zhǎng)+1更新k 值，否貝 Ij，選取步長(zhǎng)-1。其中，eib = -5%*Xr，eub = W%*Xr。
[0176] 從上述技術(shù)方案可知，在各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的傳輸鏈路上傳輸加權(quán)數(shù)據(jù)疊加包 過(guò)程中，若任意一條傳輸鏈路發(fā)生數(shù)據(jù)丟包現(xiàn)象，則會(huì)確定發(fā)生數(shù)據(jù)丟包現(xiàn)象的傳輸鏈路 的鏈路類型，并基于鏈路類型獲得與鏈路類型相對(duì)應(yīng)的補(bǔ)包傳輸機(jī)制，運(yùn)就意味著本發(fā)明 中補(bǔ)包傳輸機(jī)制不單單是上述重傳機(jī)制，而是可W基于鏈路類型選擇對(duì)應(yīng)的補(bǔ)包傳輸機(jī) 審IJ，通過(guò)對(duì)應(yīng)的補(bǔ)包傳輸機(jī)制來(lái)恢復(fù)接收節(jié)點(diǎn)丟失的數(shù)據(jù)包，W保證傳輸鏈路中丟失的數(shù) 據(jù)包的絕對(duì)可恢復(fù)，從而降低壓縮感知數(shù)據(jù)收集方法對(duì)丟包的高敏感性，保證壓縮感知數(shù) 據(jù)收集方法在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)丟包環(huán)境下可W正常實(shí)施。
[0177] 例如可W采用時(shí)間序列相關(guān)性補(bǔ)包機(jī)制來(lái)利用節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)包的時(shí)間相關(guān)性對(duì)丟失 的數(shù)據(jù)包進(jìn)行恢復(fù)，W此保證傳輸鏈路中丟失的數(shù)據(jù)包的絕對(duì)可恢復(fù)，在丟失的數(shù)據(jù)包采 用時(shí)間相關(guān)性可W絕對(duì)恢復(fù)的情況下，無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)可W不再重傳丟失的數(shù)據(jù)包，進(jìn)而降 低因丟包重傳而造成節(jié)點(diǎn)的額外能耗，進(jìn)一步提高網(wǎng)絡(luò)壽命。
[0178] 并且本發(fā)明實(shí)施例采用在樹狀網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下的CS技術(shù)，每輪數(shù)據(jù)收集分為Μ次 測(cè)量進(jìn)行，運(yùn)樣在每輪數(shù)據(jù)收集過(guò)程中，路由鏈路中的各節(jié)點(diǎn)均發(fā)送Μ個(gè)數(shù)據(jù)包（如圖1所 示），因此保證網(wǎng)絡(luò)能耗均衡;在每輪數(shù)據(jù)收集過(guò)程中，全網(wǎng)Ν個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)若采用CS技術(shù)進(jìn) 行數(shù)據(jù)收集，則每個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)均發(fā)送Μ個(gè)數(shù)據(jù)包，全網(wǎng)共發(fā)送Ν*Μ個(gè)數(shù)據(jù)包，若采用傳統(tǒng)的 數(shù)據(jù)方式，不僅每個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)的能耗不均衡，而且全網(wǎng)共發(fā)送Ν* (Ν-1 )/2個(gè)數(shù)據(jù)包，由于Μ ?Ν，所WN*M<N*(N-l)/2,所W采用CS技術(shù)不僅能均衡能耗，還能降低網(wǎng)絡(luò)的整體能耗。
[0179] 需要說(shuō)明的是，本說(shuō)明書中的各個(gè)實(shí)施例均采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重 點(diǎn)說(shuō)明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似的部分互相參見(jiàn)即可。 對(duì)于裝置類實(shí)施例而言，由于其與方法實(shí)施例基本相似，所W描述的比較簡(jiǎn)單，相關(guān)之處參 見(jiàn)方法實(shí)施例的部分說(shuō)明即可。
[0180] 最后，還需要說(shuō)明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語(yǔ)僅僅用來(lái)將 一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開來(lái)，而不一定要求或者暗示運(yùn)些實(shí)體或操作 之間存在任何運(yùn)種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語(yǔ)"包括"、"包含"或者其任何其他變體意 在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那 些要素，而且還包括沒(méi)有明確列出的其他要素，或者是還包括為運(yùn)種過(guò)程、方法、物品或者 設(shè)備所固有的要素。在沒(méi)有更多限制的情況下，由語(yǔ)句"包括一個(gè)……"限定的要素，并不排 除在包括所述要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。
[0181] 對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)運(yùn) 些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的，本文中所定義的一般原理可 W在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限 制于本文所示的運(yùn)些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的 范圍。
[0182] W上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可W做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，運(yùn)些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng) 視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種有損鏈路下壓縮感知數(shù)據(jù)收集方法，其特征在于，所述方法包括： 通過(guò)無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)采集各自監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的數(shù)據(jù)； 在各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的傳輸鏈路上傳輸與所述數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的加權(quán)數(shù)據(jù)疊加包； 當(dāng)任意一條傳輸鏈路在傳輸所述加權(quán)數(shù)據(jù)疊加包時(shí)發(fā)生數(shù)據(jù)丟包現(xiàn)象時(shí)，確定發(fā)生數(shù) 據(jù)丟包現(xiàn)象的所述傳輸鏈路的鏈路類型； 基于所述鏈路類型，獲得與所述鏈路類型相對(duì)應(yīng)的補(bǔ)包傳輸機(jī)制； 基于所述補(bǔ)包傳輸機(jī)制，恢復(fù)發(fā)生數(shù)據(jù)丟包現(xiàn)象的所述傳輸鏈路中接收節(jié)點(diǎn)接收的數(shù) 據(jù)包。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述鏈路類型，獲得與所述鏈路 類型相對(duì)應(yīng)的補(bǔ)包傳輸機(jī)制，包括： 當(dāng)所述鏈路類型為遠(yuǎn)距離丟包鏈路類型時(shí)，獲得與所述遠(yuǎn)距離丟包鏈路類型對(duì)應(yīng)的時(shí) 間序列相關(guān)性補(bǔ)包機(jī)制； 當(dāng)所述鏈路類型為灰區(qū)丟包鏈路類型時(shí)，獲得與所述灰區(qū)丟包鏈路類型對(duì)應(yīng)的重傳機(jī) 制和時(shí)間序列相關(guān)性補(bǔ)包機(jī)制； 當(dāng)所述鏈路類型為誤碼丟包鏈路類型時(shí)，確定發(fā)生數(shù)據(jù)丟包現(xiàn)象的所述傳輸鏈路的丟 包類型，當(dāng)所述丟包類型為塊狀丟包時(shí)，獲得與所述塊狀丟包對(duì)應(yīng)的時(shí)間序列相關(guān)性補(bǔ)包 機(jī)制；當(dāng)所述丟包類型為隨機(jī)丟包時(shí)，獲得與所述隨機(jī)丟包對(duì)應(yīng)的重傳機(jī)制。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述補(bǔ)包傳輸機(jī)制，恢復(fù)發(fā)生數(shù) 據(jù)丟包現(xiàn)象的所述傳輸鏈路中接收節(jié)點(diǎn)接收的數(shù)據(jù)包，包括： 當(dāng)所述鏈路類型為灰區(qū)丟包鏈路類型時(shí)，在預(yù)設(shè)重傳次數(shù)內(nèi)基于重傳機(jī)制恢復(fù)發(fā)生數(shù) 據(jù)丟包現(xiàn)象的所述傳輸鏈路中接收節(jié)點(diǎn)接收的數(shù)據(jù)包； 若在預(yù)設(shè)重傳次數(shù)后仍未成功恢復(fù)丟失的數(shù)據(jù)包，則基于時(shí)間序列相關(guān)性補(bǔ)包機(jī)制恢 復(fù)發(fā)生數(shù)據(jù)丟包現(xiàn)象的所述傳輸鏈路中接收節(jié)點(diǎn)接收的數(shù)據(jù)包。4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于，當(dāng)所述補(bǔ)包傳輸機(jī)制為所述時(shí)間序列 相關(guān)性補(bǔ)包機(jī)制時(shí)，所述基于所述補(bǔ)包傳輸機(jī)制，恢復(fù)發(fā)生數(shù)據(jù)丟包現(xiàn)象的所述傳輸鏈路 中接收節(jié)點(diǎn)接收的數(shù)據(jù)包，包括： 在第T輪數(shù)據(jù)收集的第j次觀測(cè)發(fā)生數(shù)據(jù)丟包現(xiàn)象的情況下，獲取所述接收節(jié)點(diǎn)在第T 輪數(shù)據(jù)收集的前預(yù)設(shè)輪在第j次觀測(cè)到的數(shù)據(jù)包，其中T和j為自然數(shù)，j大于等于1且j小于 等于M，M為每輪數(shù)據(jù)收集的觀測(cè)總次數(shù)，T表示數(shù)據(jù)收集的輪數(shù)； 根據(jù)前預(yù)設(shè)輪距離T輪數(shù)據(jù)收集的時(shí)間遠(yuǎn)近，以不同的加權(quán)系數(shù)對(duì)前預(yù)設(shè)輪在第j次觀 測(cè)到的數(shù)據(jù)包進(jìn)行加權(quán)處理，得到所述接收節(jié)點(diǎn)在第T輪第j次觀測(cè)的數(shù)據(jù)包。5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述當(dāng)所述鏈路類型為誤碼丟包鏈路類型 時(shí)，確定發(fā)生數(shù)據(jù)丟包現(xiàn)象的所述傳輸鏈路的丟包類型，包括： 基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的初始化階段的獨(dú)立隨機(jī)丟包統(tǒng)計(jì)結(jié)果，得到丟包間隔為預(yù)設(shè)間隔 的第一相對(duì)頻率值； 在各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)采集各自監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的數(shù)據(jù)過(guò)程中，統(tǒng)計(jì)發(fā)生數(shù)據(jù)丟包現(xiàn)象的所述 傳輸鏈路上的收發(fā)包情況； 基于所述發(fā)生數(shù)據(jù)丟包現(xiàn)象的所述傳輸鏈路上的收發(fā)包情況，計(jì)算預(yù)設(shè)滑動(dòng)窗下丟包 間隔為預(yù)設(shè)間隔的第二相對(duì)頻率值； 當(dāng)所述第二相對(duì)頻率值和所述第一相對(duì)頻率值的絕對(duì)差值小于等于預(yù)設(shè)差值時(shí)，確定 所述丟包類型為所述隨機(jī)丟包； 當(dāng)所述第二相對(duì)頻率值和所述第一相對(duì)頻率值的絕對(duì)差值大于所述預(yù)設(shè)差值時(shí)，確定 所述丟包類型為所述塊狀丟包。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述當(dāng)任意一條傳輸鏈路在傳輸所述加權(quán) 數(shù)據(jù)疊加包時(shí)發(fā)生數(shù)據(jù)丟包現(xiàn)象時(shí)，確定發(fā)生數(shù)據(jù)丟包現(xiàn)象的所述傳輸鏈路的鏈路類型， 包括： 計(jì)算發(fā)生數(shù)據(jù)丟包現(xiàn)象的所述傳輸鏈路的接收信號(hào)強(qiáng)度指示RSSI均值； 當(dāng)所述RSSI均值小于第一預(yù)設(shè)均值時(shí)，確定所述鏈路類型為所述遠(yuǎn)距離丟包鏈路類 型； 當(dāng)所述RSSI均值大于等于所述第一預(yù)設(shè)均值，且所述RSSI均值小于等于第二預(yù)設(shè)均值 時(shí)，確定所述鏈路類型為所述灰區(qū)丟包鏈路類型，所述第二預(yù)設(shè)均值大于所述第一預(yù)設(shè)均 值； 當(dāng)所述RSSI均值大于所述第二預(yù)設(shè)均值時(shí)，確定所述鏈路類型為所述誤碼丟包鏈路類 型。7. -種有損鏈路下壓縮感知數(shù)據(jù)收集裝置，其特征在于，所述裝置包括： 采集模塊，用于通過(guò)無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)采集各自監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的數(shù)據(jù)； 傳輸模塊，用于在各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的傳輸鏈路上傳輸與所述數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的加權(quán)數(shù)據(jù) 疊加包； 確定模塊，用于當(dāng)任意一條傳輸鏈路在傳輸所述加權(quán)數(shù)據(jù)疊加包時(shí)發(fā)生數(shù)據(jù)丟包現(xiàn)象 時(shí)，確定發(fā)生數(shù)據(jù)丟包現(xiàn)象的所述傳輸鏈路的鏈路類型； 獲得模塊，用于基于所述鏈路類型，獲得與所述鏈路類型相對(duì)應(yīng)的補(bǔ)包傳輸機(jī)制； 恢復(fù)模塊，用于基于所述補(bǔ)包傳輸機(jī)制，恢復(fù)發(fā)生數(shù)據(jù)丟包現(xiàn)象的所述傳輸鏈路中接 收節(jié)點(diǎn)接收的數(shù)據(jù)包。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述獲得模塊包括:第一獲得子模塊、第二 獲得子模塊和第三獲得子模塊； 所述第一獲得子模塊，用于當(dāng)所述鏈路類型為遠(yuǎn)距離丟包鏈路類型時(shí)，獲得與所述遠(yuǎn) 距離丟包鏈路類型對(duì)應(yīng)的時(shí)間序列相關(guān)性補(bǔ)包機(jī)制； 所述第二獲得子模塊，用于當(dāng)所述鏈路類型為灰區(qū)丟包鏈路類型時(shí)，獲得與所述灰區(qū) 丟包鏈路類型對(duì)應(yīng)的重傳機(jī)制和時(shí)間序列相關(guān)性補(bǔ)包機(jī)制； 所述第三獲得子模塊，用于當(dāng)所述鏈路類型為誤碼丟包鏈路類型時(shí)，確定發(fā)生數(shù)據(jù)丟 包現(xiàn)象的所述傳輸鏈路的丟包類型，當(dāng)所述丟包類型為塊狀丟包時(shí)，獲得與所述塊狀丟包 對(duì)應(yīng)的時(shí)間序列相關(guān)性補(bǔ)包機(jī)制；當(dāng)所述丟包類型為隨機(jī)丟包時(shí)，獲得與所述隨機(jī)丟包對(duì) 應(yīng)的重傳機(jī)制。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述恢復(fù)模塊，用于當(dāng)所述鏈路類型為灰 區(qū)丟包鏈路類型時(shí)，在預(yù)設(shè)重傳次數(shù)內(nèi)基于重傳機(jī)制恢復(fù)發(fā)生數(shù)據(jù)丟包現(xiàn)象的所述傳輸鏈 路中接收節(jié)點(diǎn)接收的數(shù)據(jù)包，若在預(yù)設(shè)重傳次數(shù)后仍未成功恢復(fù)丟失的數(shù)據(jù)包，則基于時(shí) 間序列相關(guān)性補(bǔ)包機(jī)制恢復(fù)發(fā)生數(shù)據(jù)丟包現(xiàn)象的所述傳輸鏈路中接收節(jié)點(diǎn)接收的數(shù)據(jù)包。10. 根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的裝置，其特征在于，所述恢復(fù)模塊包括:第一恢復(fù)子模塊 和第二恢復(fù)子模塊； 所述第一恢復(fù)子模塊，用于當(dāng)所述補(bǔ)包傳輸機(jī)制為重傳機(jī)制時(shí)，通過(guò)所述加權(quán)數(shù)據(jù)疊 加包的重傳來(lái)恢復(fù)丟失的數(shù)據(jù)包； 所述第二恢復(fù)子模塊，用于當(dāng)所述補(bǔ)包傳輸機(jī)制為所述時(shí)間序列相關(guān)性補(bǔ)包機(jī)制時(shí)， 在第T輪數(shù)據(jù)收集的第j次觀測(cè)發(fā)生數(shù)據(jù)丟包現(xiàn)象的情況下，獲取所述接收節(jié)點(diǎn)在第T輪數(shù) 據(jù)收集的前預(yù)設(shè)輪在第j次觀測(cè)到的數(shù)據(jù)包，根據(jù)前預(yù)設(shè)輪距離T輪數(shù)據(jù)收集的時(shí)間遠(yuǎn)近， 以不同的加權(quán)系數(shù)對(duì)前預(yù)設(shè)輪在第j次觀測(cè)到的數(shù)據(jù)包進(jìn)行加權(quán)處理，得到所述接收節(jié)點(diǎn) 在第T輪第j次觀測(cè)的數(shù)據(jù)包，其中T和j為自然數(shù)，j大于等于1且j小于等于M，M為每輪數(shù)據(jù) 收集的觀測(cè)總次數(shù)，T表示數(shù)據(jù)收集的輪數(shù)。11. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述第三獲得子模塊包括:第一計(jì)算子模 塊、統(tǒng)計(jì)子模塊、第二計(jì)算子模塊、第一確定子模塊、第二確定子模塊和第三確定子模塊； 所述第一計(jì)算子模塊，用于基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的初始化階段的獨(dú)立隨機(jī)丟包統(tǒng)計(jì)結(jié) 果，得到丟包間隔為預(yù)設(shè)間隔的第一相對(duì)頻率值； 所述統(tǒng)計(jì)子模塊，用于在各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)采集各自監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的數(shù)據(jù)過(guò)程中，統(tǒng)計(jì)發(fā) 生數(shù)據(jù)丟包現(xiàn)象的所述傳輸鏈路上的收發(fā)包情況； 所述第二計(jì)算子模塊，用于基于所述發(fā)生數(shù)據(jù)丟包現(xiàn)象的所述傳輸鏈路上的收發(fā)包情 況，計(jì)算預(yù)設(shè)滑動(dòng)窗下丟包間隔為預(yù)設(shè)間隔的第二相對(duì)頻率值； 所述第一確定子模塊，用于當(dāng)所述第二相對(duì)頻率值和所述第一相對(duì)頻率值的絕對(duì)差值 小于等于預(yù)設(shè)差值時(shí)，確定所述丟包類型為所述隨機(jī)丟包； 所述第二確定子模塊，用于當(dāng)所述第二相對(duì)頻率值和所述第一相對(duì)頻率值的絕對(duì)差值 大于所述預(yù)設(shè)差值時(shí)，確定所述丟包類型為所述塊狀丟包； 所述第三確定子模塊，用于當(dāng)所述丟包類型為塊狀丟包時(shí)，獲得與所述塊狀丟包對(duì)應(yīng) 的時(shí)間序列相關(guān)性補(bǔ)包機(jī)制；當(dāng)所述丟包類型為隨機(jī)丟包時(shí)，獲得與所述隨機(jī)丟包對(duì)應(yīng)的 重傳機(jī)制。12. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述確定模塊包括:計(jì)算子模塊、第一類 型確定子模塊、第二類型確定子模塊和第三類型確定子模塊； 所述計(jì)算子模塊，用于計(jì)算發(fā)生數(shù)據(jù)丟包現(xiàn)象的所述傳輸鏈路的接收信號(hào)強(qiáng)度指示 RSSI均值； 所述第一類型確定子模塊，用于當(dāng)所述RSSI均值小于第一預(yù)設(shè)均值時(shí)，確定所述鏈路 類型為所述遠(yuǎn)距離丟包鏈路類型； 所述第二類型確定子模塊，用于當(dāng)所述RSSI均值大于等于所述第一預(yù)設(shè)均值，且所述 RSSI均值小于等于第二預(yù)設(shè)均值時(shí)，確定所述鏈路類型為所述灰區(qū)丟包鏈路類型，所述第 二預(yù)設(shè)均值大于所述第一預(yù)設(shè)均值； 所述第三類型確定子模塊，用于當(dāng)所述RSSI均值大于所述第二預(yù)設(shè)均值時(shí)，確定所述 鏈路類型為所述誤碼丟包鏈路類型。
【文檔編號(hào)】H04W24/08GK106060848SQ201610353442
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年5月25日
【發(fā)明人】張霞, 李鷗, 韓哲, 張策, 張大龍, 劉廣怡, 潘向峰
【申請(qǐng)人】中國(guó)人民解放軍信息工程大學(xué)