基于網絡編碼的無線傳感網數據傳輸技術研究.pdf

1、無線傳感器網絡是由大量感知節(jié)點自組織形成的網絡系統(tǒng)，具有大規(guī)模部署、資源受限、自組織等特點。近年來，無線傳感器網絡受到了越來越多的關注，而且被廣泛應用到環(huán)境、醫(yī)療、家居等多個領域。組成傳感網的節(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據的接收和發(fā)送兩個方面。如何有效的管理數據的傳輸，節(jié)約能量，提高可靠性一直都是無線傳感器網絡的研究熱點。
　　網絡編碼自2000年被提出以后，受到學術界的廣泛關注。

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

3、數據分發(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)點無法收到部分數據包。此時匯聚節(jié)點需要重傳丟失數據包，如果重傳不當就有可能加劇能量消耗。本文在保證數據分發(fā)可靠性的同時，在恢復丟失數據包的過程中，利用網絡編碼，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的丟包數量，使匯聚節(jié)點在重傳時達到較大的丟包恢復率，從而減少重傳次數。接著，本文研究了數據收集傳輸問題，數據收集是傳感

4、器網絡最主要的功能，現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)議可以允許網絡中存在兩種收集模式：時間驅動模式和事件驅動模式。網絡中節(jié)點根據多項指標決定自身是否進行編碼操作，降低了編碼的盲目性，同時也減少了數據傳輸次數。
　　仿真實驗結果表明，本文提出的重傳方案能有效地減少平均傳輸次數，提高傳輸效率，減少能量消耗。另外，本文設計的智能編碼數據收集傳輸協(xié)議可以允許網絡中同時存在兩種收集模式