惡劣環(huán)境下無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)存儲問題研究.pdf

1、許多新興的傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用都部署在偏遠(yuǎn)的、人類無法靠近的惡劣環(huán)境中。在這類場景下，一方面很難長期近距離地部署大功率的基站；另一方面?zhèn)鞲衅鞴?jié)點(diǎn)包括sink節(jié)點(diǎn)在內(nèi)會因自身的資源約束和外在環(huán)境的影響而發(fā)生故障。當(dāng)傳感器節(jié)點(diǎn)失效時，會造成其存儲數(shù)據(jù)的丟失，進(jìn)而嚴(yán)重影響到數(shù)據(jù)的可用性。因此，如何設(shè)計有效的存儲策略以提高感知數(shù)據(jù)的可靠性成為當(dāng)下的一個研究熱點(diǎn)。
　　本文首先對節(jié)點(diǎn)自身資源耗盡引起的數(shù)據(jù)存儲問題進(jìn)行研究，針對目前無冗余數(shù)據(jù)存儲策

2、略中存在的忽略節(jié)點(diǎn)存儲、能量約束和數(shù)據(jù)檢索成本的問題，提出了兩種改進(jìn)的無冗余數(shù)據(jù)存儲算法以解決帶有優(yōu)先級的數(shù)據(jù)重分配和檢索問題（DRRP）：一種是基于最小費(fèi)用流的集中式數(shù)據(jù)存儲算法E2DP2，另一種是基于節(jié)點(diǎn)協(xié)作通信的分布式數(shù)據(jù)存儲算法D2P2。這兩種算法均在節(jié)點(diǎn)能量、存儲容量受限的條件下最小化了數(shù)據(jù)重分配和檢索的總能耗。
　　對于外在環(huán)境而引起的不可預(yù)知的節(jié)點(diǎn)失效問題，簡單的無冗余存儲策略已無法保證數(shù)據(jù)的可靠性，為此可以引入編碼

3、機(jī)制以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的冗余容錯存儲。為了解決基于編碼的數(shù)據(jù)冗余存儲方案中存在的遍歷速度慢、譯碼效率低的問題，本文又提出了另外一種在惡劣環(huán)境下適用性更強(qiáng)的基于最小生成樹的半隨機(jī)化網(wǎng)絡(luò)編碼數(shù)據(jù)冗余存儲算法QRNCDS。QRNCDS采用最小生成樹遍歷機(jī)制將k個源數(shù)據(jù)包分散存儲到網(wǎng)絡(luò)的所有節(jié)點(diǎn)上，而每一個節(jié)點(diǎn)則根據(jù)半隨機(jī)矩陣的理論對接收到的源數(shù)據(jù)包進(jìn)行編碼，最終只存儲一個編碼數(shù)據(jù)包。
　　通過理論分析和實驗仿真，我們證明了所提的三種存儲算法不僅