基于網(wǎng)絡(luò)編碼的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的分析與設(shè)計(jì).pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Networks)是一種多跳自組織的網(wǎng)絡(luò)，具有功耗低、成本低、分布式等特點(diǎn)，其通過分布于待測區(qū)域內(nèi)的大量節(jié)點(diǎn)來協(xié)作地感知與處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域內(nèi)的信息。現(xiàn)在的WSN中，主要有三種保障數(shù)據(jù)可靠傳輸?shù)臋C(jī)制，主要是前向糾錯(cuò)編碼(FEC)、自動(dòng)重傳(ARQ)與多徑傳輸。這三種可靠性機(jī)制的共同特點(diǎn)是要增加數(shù)據(jù)的冗余度，這使得WSN增加了不同程度的傳輸能耗開銷。由于在能量有限的傳感器節(jié)點(diǎn)上集成了感知、控制

2、與無線通信等多種功能，因此在WSN中如何建立能量有效的可靠性保障機(jī)制是一個(gè)值得深入研究的問題。
　　網(wǎng)絡(luò)編碼理論的提出徹底打破了中節(jié)點(diǎn)只能接收和轉(zhuǎn)發(fā)信息的傳統(tǒng)路由方式，允許網(wǎng)絡(luò)中間節(jié)點(diǎn)對來自不停鏈路的信息進(jìn)行編碼組合，然后將編碼信息進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，接收端根據(jù)收到的編碼信息(不必是全部信息)進(jìn)行解碼。大量研究證明，網(wǎng)絡(luò)編碼有提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量、使節(jié)點(diǎn)能耗降低、使網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡、降低傳播時(shí)延、提高信息傳輸?shù)陌踩?、提高網(wǎng)絡(luò)的容錯(cuò)性與魯棒性等特點(diǎn)。

3、由無線傳感器網(wǎng)與網(wǎng)絡(luò)編碼的特點(diǎn)可知網(wǎng)絡(luò)編碼非常適合運(yùn)用到 WSN中。
　　本文首先研究WSN中現(xiàn)有的可靠性保障機(jī)制以及其各自的特點(diǎn)。然后論述了網(wǎng)絡(luò)編碼的編碼原理，特別詳細(xì)地介紹了隨機(jī)線形網(wǎng)路編碼。本文重點(diǎn)研究了基于網(wǎng)絡(luò)編碼的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的可靠性保障機(jī)制與傳統(tǒng)可靠性機(jī)制的性能比較，如網(wǎng)絡(luò)編碼在單路徑傳輸與多徑傳輸?shù)那闆r下網(wǎng)絡(luò)的性能，并提出一種將網(wǎng)絡(luò)編碼與 ARQ結(jié)合的新的ARQ傳輸機(jī)制。ReInForm是WSN的一種可靠路由協(xié)議