面向结构健康监测的无线传感器网络中的网络化计算
网络与互联网体系结构
2015-05-19 v1
摘要
本文研究了在无线传感器网络上的分布式计算问题。虽然该问题适用于许多新兴应用，但为了具体讨论，我们将重点关注用于结构健康监测的传感器网络。在此背景下，最重的计算任务是确定奇异值分解（SVD）以提取结构的模态振型（特征向量）。与收集原始振动数据并在中心位置执行SVD相比，在网络内计算SVD可以显著降低能耗和延迟。利用将SVD（一种众所周知的集中式操作）分解为多个组成部分的最新成果，我们试图确定一种近乎最优的通信结构，该结构能够实现计算的分布以及最终结果的重新组装，目标是在计算延迟约束下最小化能量消耗。我们证明这可以归结为一个广义聚类问题；一个聚类形成一个单元，在其上执行整体计算的一个组成部分。我们确定该问题是NP难的。通过放宽延迟约束，我们推导出该问题的一个下界。然后，我们提出一个整数线性规划（ILP）来精确求解带约束的问题，以及一个具有可证明近似比的近似算法。我们进一步提出了该近似算法的分布式版本。我们给出了仿真和实验的结果，以证明这些算法的有效性。
引用
@article{arxiv.1008.2798,
title = {Networked Computing in Wireless Sensor Networks for Structural Health Monitoring},
author = {Apoorva Jindal and Mingyan Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:1008.2798},
year = {2015}
}