基于網(wǎng)絡(luò)編碼的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議NC-GEAR研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network，WSN)是由部署在目的區(qū)域內(nèi)大量的微型傳感器節(jié)點組成，通過無線通信的方式形成的多跳的自組織的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。近年來，隨著無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的飛速發(fā)展，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)大量應(yīng)用于天氣、軍事、交通等領(lǐng)域，而因其節(jié)點使用環(huán)境不同和通信模式不同導(dǎo)致的不同路由機制已逐漸成為目前的研究熱點之一。
　　 本文首先分析了以數(shù)據(jù)為中心的(如DD，SPIN等)、分層次的(如LEACH等)、基于位置

2、的(如GEAR等)和提供數(shù)據(jù)流和服務(wù)質(zhì)量保障的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的特點，詳細描述了基于位置的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議GEAR的運行原理、建立、報文轉(zhuǎn)發(fā)的方式，并分析了GEAR路由協(xié)議的優(yōu)點及其可待改進之處，指出了加入網(wǎng)絡(luò)編碼可以改進GEAR路由協(xié)議。隨機網(wǎng)絡(luò)編碼采用分布式算法，不需要節(jié)點知道網(wǎng)絡(luò)全局拓撲信息，所需編碼向量從一個有限域中隨機產(chǎn)生，能夠適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的動態(tài)變更，這些特點都決定了網(wǎng)絡(luò)編碼非常適用于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。
　　

3、 基于上述工作，本文將隨機網(wǎng)絡(luò)編碼應(yīng)用于GEAR路由協(xié)議，首次提出了基于網(wǎng)絡(luò)編碼的GEAR路由協(xié)議NC-GEAR(Network Coding-GEAR)，詳細描述了NC-GEAR協(xié)議的流程。然后在linux操作系統(tǒng)中，利用國際權(quán)威網(wǎng)絡(luò)環(huán)境仿真平臺NS2，對NC-GEAR和GEAR進行了仿真。仿真結(jié)果顯示，相較于原GEAR路由協(xié)議，NC-GEAR能夠減少大量的節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)次數(shù)，降低了網(wǎng)絡(luò)帶寬的占用，減少了節(jié)點能量的消耗，提高了路由協(xié)議的性能

4、。
　　 本文創(chuàng)新點如下：
　　 (1)分析了GEAR路由協(xié)議，找出了GEAR協(xié)議可以改進的地方。
　　 (2)針對GEAR路由協(xié)議的不足之處，采用加入網(wǎng)絡(luò)編碼機制對其進行改進，提出了基于網(wǎng)絡(luò)編碼的GEAR路由協(xié)議NC-GEAR。
　　 (3)在Linux操作系統(tǒng)下，利用網(wǎng)絡(luò)仿真軟件NS2對NC-GEAR和GEAR進行了網(wǎng)絡(luò)仿真實驗。根據(jù)不同網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的仿真實驗，其結(jié)果表明，NC-GEAR路由協(xié)議能夠有效地