无线传感器网络中基于压缩感知技术的数据压缩方法研究的任务书.docx

无线传感器网络中基于压缩感知技术的数据压缩方法研究的任务书
任务书
一、任务背景
随着信息技术和通信技术的不断进步，无线传感器网络（WirelessSensorNetwork,WSN）已经被广泛应用于环境监测、智能交通、医疗卫生等诸多领域，因其具有传输距离短、能源消耗低、体积小等特点而备受关注。然而，由于传感器节点具有资源受限（如电量、内存、带宽等）的特点，传感器节点的能力限制了整个网络的性能。数据压缩可以通过减少无线传感器网络中数据的数量，并减轻网络中数据流量，从而节约传感器节点的能量，延长无线传感器网络的生命周期，提高网络的性能。基于压缩感知技术的数据压缩方法，能够有效地减少数据量，降低网络传输需要的带宽和能源消耗，具有广泛的应用前景和研究意义。
二、任务内容
本研究的主要内容是基于压缩感知技术，研究无线传感器网络中的数据压缩方法，包括以下研究内容：
1.研究压缩感知技术的基本原理和理论，了解压缩感知技术在无线传感器网络中的应用；
2.研究目前无线传感器网络中应用较为广泛的数据压缩方法，如差分编码、哈希函数、小波变换等；
3.基于无线传感器网络中数据的特点，研究数据压缩的算法，采用基于压缩感知技术的数据压缩算法，结合网络拓扑结构、传输效率、能源效率等方面的因素，实现对传感器网络数据的高效压缩；
4.进行实验验证，通过建立实验平台和实验数据集，实现对所提出的基于压缩感知技术的数据压缩算法的效果验证。
三、任务要求
1.具备网络通信、信号处理和计算机编程等相关领域的基本理论及实践技能；
2.具备扎实的数学和计算机科学基础，具备一定的科研实践经验；
3.熟练掌握Matlab或其他科学计算软件的使用；
4.能够独立进行科学研究，撰写科技论文和技术报告。
四、工作计划
1.第一周：学习压缩感知技术的基本原理和理论，了解无线传感器网络中数据压缩的应用；
2.第二周：研究目前无线传感器网络中应用较为广泛的数据压缩方法；
3.第三周至第六周：基于压缩感知技术，设计数据压缩算法，进行代码实现；
4.第七周至第九周：建立实验平台，进行实验数据集的采集和处理；
5.第十周至第十一周：进行数据的压缩和解压缩实验，记录实验数据，并进行数据分析；
6.第十二周至第十四周：撰写研究报告和技术论文。
五、参考文献
[1]Y.C.EldarandG.Kutyniok,Compressedsensing:theoryandapplications,CambridgeUniversityPress,2012.
[2]T.CoverandJ.Thomas,ElementsofInformationTheory,JohnWiley&Sons,Inc.2006.
[3]R.G.Baraniuk,“Compressivesensing,”IEEESignalProcessingMagazine,vol.24,no.4,pp.118-121,July2007.
[4]T.Haupt,R.Nowak,andR.Baraniuk,“Compressedsensingfornetworkeddata,”IEEESignalProcessingMagazine,vol.25,no.2,pp.92-101,March2008.
[5]R.G.Baraniuk,M.Davenport,R.DeVore,andM.Wakin,“Asimpleproofoftherestrictedisometrypropertyforrandommatrices,”ConstructiveApproximation,vol.28,no.3,pp.263-268,Nov.2008.