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

1、無線傳感器網(wǎng)絡(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)絡系統(tǒng)。近年來，隨著無線傳感器網(wǎng)絡的飛速發(fā)展，無線傳感器網(wǎng)絡大量應用于天氣、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)流和服務質(zhì)量保障的無線傳感器網(wǎng)絡路由協(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)絡編碼可以改進GEAR路由協(xié)議。隨機網(wǎng)絡編碼采用分布式算法，不需要節(jié)點知道網(wǎng)絡全局拓撲信息，所需編碼向量從一個有限域中隨機產(chǎn)生，能夠適應網(wǎng)絡節(jié)點的動態(tài)變更，這些特點都決定了網(wǎng)絡編碼非常適用于無線傳感器網(wǎng)絡。
　　

3、 基于上述工作，本文將隨機網(wǎng)絡編碼應用于GEAR路由協(xié)議，首次提出了基于網(wǎng)絡編碼的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)絡編碼機制對其進行改進，提出了基于網(wǎng)絡編碼的GEAR路由協(xié)議NC-GEAR。
　　 (3)在Linux操作系統(tǒng)下，利用網(wǎng)絡仿真軟件NS2對NC-GEAR和GEAR進行了網(wǎng)絡仿真實驗。根據(jù)不同網(wǎng)絡環(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