基于網(wǎng)絡(luò)編碼的無線傳感網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由大量感知節(jié)點自組織形成的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，具有大規(guī)模部署、資源受限、自組織等特點。近年來，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)受到了越來越多的關(guān)注，而且被廣泛應(yīng)用到環(huán)境、醫(yī)療、家居等多個領(lǐng)域。組成傳感網(wǎng)的節(jié)點一般都只有有限的存儲空間、計算能力和不可再生的能量儲備，其能量主要消耗在數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送兩個方面。如何有效的管理數(shù)據(jù)的傳輸，節(jié)約能量，提高可靠性一直都是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究熱點。
　　網(wǎng)絡(luò)編碼自2000年被提出以后，受到學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注。

2、它為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中更高質(zhì)量的數(shù)據(jù)傳輸指明了研究方向。網(wǎng)絡(luò)編碼是一種新的數(shù)據(jù)傳輸方式，它打破了傳統(tǒng)的存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式，允許中間節(jié)點對收到的數(shù)據(jù)包進(jìn)行編碼之后再轉(zhuǎn)發(fā)。只要目的節(jié)點收到足夠多的數(shù)據(jù)包，它就可以通過相應(yīng)的解碼操作恢復(fù)出原信息。已有研究顯示，在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中使用網(wǎng)絡(luò)編碼，可以提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量、減少能耗。
　　本文利用網(wǎng)絡(luò)編碼的優(yōu)勢，研究了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中低能耗的、可靠的數(shù)據(jù)傳輸問題。首先研究了數(shù)據(jù)分發(fā)過程中丟失包的重傳問題，在

3、數(shù)據(jù)分發(fā)過程中，因為無線鏈路的不可靠或者節(jié)點處于睡眠模式，所以感知節(jié)點無法收到部分?jǐn)?shù)據(jù)包。此時匯聚節(jié)點需要重傳丟失數(shù)據(jù)包，如果重傳不當(dāng)就有可能加劇能量消耗。本文在保證數(shù)據(jù)分發(fā)可靠性的同時，在恢復(fù)丟失數(shù)據(jù)包的過程中，利用網(wǎng)絡(luò)編碼，考慮節(jié)點的睡眠因素和鏈路不可靠性，提出一個高效的重傳算法。該算法在分發(fā)過程中檢測下一時隙可恢復(fù)的丟包數(shù)量，使匯聚節(jié)點在重傳時達(dá)到較大的丟包恢復(fù)率，從而減少重傳次數(shù)。接著，本文研究了數(shù)據(jù)收集傳輸問題，數(shù)據(jù)收集是傳感

4、器網(wǎng)絡(luò)最主要的功能，現(xiàn)有的收集方案都是針對單一的收集模式。為此，本文提出混合模式下智能編碼收集傳輸協(xié)議。此協(xié)議可以允許網(wǎng)絡(luò)中存在兩種收集模式：時間驅(qū)動模式和事件驅(qū)動模式。網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點根據(jù)多項指標(biāo)決定自身是否進(jìn)行編碼操作，降低了編碼的盲目性，同時也減少了數(shù)據(jù)傳輸次數(shù)。
　　仿真實驗結(jié)果表明，本文提出的重傳方案能有效地減少平均傳輸次數(shù)，提高傳輸效率，減少能量消耗。另外，本文設(shè)計的智能編碼數(shù)據(jù)收集傳輸協(xié)議可以允許網(wǎng)絡(luò)中同時存在兩種收集模式