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张建明,林亚平,傅明,周四望.传感网络中误差有界的分段逼近数据压缩算法.软件学报,2011,22(9):2149-2165
传感网络中误差有界的分段逼近数据压缩算法
Piecewise Approximation Based Data Compression Algorithm with Error Bound in Wireless Sensor Networks
投稿时间:2009-09-30  修订日期:2010-03-04
DOI:10.3724/SP.J.1001.2011.03951
中文关键词:  传感器网络  数据压缩  分段  一致逼近  平方逼近
英文关键词:wireless sensor networks  data compression  segmentation  uniform approximation  square approximation
基金项目:国家自然科学基金(60973031, 60973127); 湖南省科技计划(2010FJ6005); 长沙理工大学人才引进基金
作者单位E-mail
张建明 长沙理工大学 计算机与通信工程学院,湖南 长沙 410004  
林亚平 湖南大学 信息科学与工程学院,湖南 长沙 410082 yplin@hnu.cn 
傅明 长沙理工大学 计算机与通信工程学院,湖南 长沙 410004  
周四望 湖南大学 信息科学与工程学院,湖南 长沙 410082  
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中文摘要:
      无线传感器网络通常能量、带宽有限.一个关键而实用的需求是,在保证数据质量的情况下,对持续到达的采样数据进行在线式压缩.主要贡献:① 利用传感器节点内置的缓冲区,提出了单传感器节点上基于分段常量逼近的准在线式数据压缩算法(PCADC-sensor),并给出了在无穷范数误差度量下的实现;② 提出了单传感器节点上基于分段线性逼近的在线式数据压缩算法(PLADC-sensor).分别在无穷范数和2 范数误差度量的情况下给出了计算PLA 的两种简单快速算法,推导了分段线性一致逼近的充要条件;③ 簇头或基站无需接收原
英文摘要:
      Wireless sensor networks usually have limited energy and transmission capacity. A critical and practical demand is to online compress sensor data streams continuously. This paper makes the following contributions. First, using the built-in buffer of sensor node, a piecewise constant approximation based data compression algorithm with infinite norm error bound is presented, which is named PCADC-sensor and is a near online algorithm. Second, with infinite norm and square norm error bound respectively, this study proposes two online piecewise linear approximation based data compression algorithms in sensor node, named PLADC-sensor. A necessary and sufficient condition of PLA uniform approximation is given. Third, a piecewise linear representations based data compression algorithm in cluster head or sink, named PLRDC-cluster is presented. It does not need raw sensory data and can be applied to calculate aggregate functions. Last, the experiments on real-world sensor dataset show that the proposed algorithms match the sensor data stream model and can achieve significant data reduction.
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