災(zāi)難場(chǎng)景下基于增量碼的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)容錯(cuò)數(shù)據(jù)收集協(xié)議研究.pdf

1、無線傳感網(wǎng)絡(luò)經(jīng)常在災(zāi)難場(chǎng)景下工作。然而，在這類惡劣環(huán)境中，傳感節(jié)點(diǎn)之間的通信鏈路是不穩(wěn)定的，網(wǎng)絡(luò)往往發(fā)生不可預(yù)知的破壞。因此，研究在災(zāi)難場(chǎng)景下的無線傳感網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)收集問題是一件極具意義的工作。
　　近年來，涌現(xiàn)了眾多的網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)。特別地，作為網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)之一的Growth Codes(GC)在極端惡劣的災(zāi)難環(huán)境下具有很好的容錯(cuò)性。然而，Growth Codes編碼使得網(wǎng)絡(luò)中存在大量的冗余數(shù)據(jù)，導(dǎo)致了在數(shù)據(jù)收集階段的后期，數(shù)據(jù)收集

2、的效率出現(xiàn)了明顯的下降，特別是在稀疏型的網(wǎng)絡(luò)中表現(xiàn)的尤為明顯。
　　為了解決上述問題，本文做了如下兩方面的工作：
　　第一，對(duì)于Growth Codes數(shù)據(jù)收集協(xié)議采用完全隨機(jī)的數(shù)據(jù)交換方式從而使得感知數(shù)據(jù)無法均勻地分布到網(wǎng)絡(luò)中去，本文提出了一種適用于稀疏型網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景下的改進(jìn)的Growth Codes數(shù)據(jù)收集協(xié)議—MGC(Modified Growth Codes)。仿真模擬實(shí)驗(yàn)表明，MGC數(shù)據(jù)收集協(xié)議能夠在保證網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)持久

3、性和完整性的前提下，針對(duì)稀疏型的網(wǎng)絡(luò)能夠顯著提高感知數(shù)據(jù)收集的效率，并對(duì)節(jié)點(diǎn)集中失效和節(jié)點(diǎn)隨機(jī)失效的各類災(zāi)難場(chǎng)景都具有良好的容錯(cuò)性。同時(shí)，MGC能夠在節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)空間相同的條件下比GC具有更好的收集性能。
　　第二，在Growth Codes數(shù)據(jù)收集協(xié)議的基礎(chǔ)上，分析了鏈路故障對(duì)數(shù)據(jù)收集效率的影響，采用一種輕量級(jí)的數(shù)據(jù)加密策略，提出了一種基于Growth Codes的安全可靠的數(shù)據(jù)收集協(xié)議GCSRP，有效的緩解了由于鏈路故障對(duì)數(shù)據(jù)收集