基于网络编码的无线传感网数据传输技术研究

发布时间：2017-04-02 17:15

  本文关键词：基于网络编码的无线传感网数据传输技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：无线传感器网络是由大量感知节点自组织形成的网络系统,具有大规模部署、资源受限、自组织等特点。近年来,无线传感器网络受到了越来越多的关注,而且被广泛应用到环境、医疗、家居等多个领域。组成传感网的节点一般都只有有限的存储空间、计算能力和不可再生的能量储备,其能量主要消耗在数据的接收和发送两个方面。如何有效的管理数据的传输,节约能量,提高可靠性一直都是无线传感器网络的研究热点。网络编码自2000年被提出以后,受到学术界的广泛关注。它为无线传感器网络中更高质量的数据传输指明了研究方向。网络编码是一种新的数据传输方式,它打破了传统的存储转发方式,允许中间节点对收到的数据包进行编码之后再转发。只要目的节点收到足够多的数据包,它就可以通过相应的解码操作恢复出原信息。已有研究显示,在无线传感器网络中使用网络编码,可以提高网络吞吐量、减少能耗。本文利用网络编码的优势,研究了无线传感器网络中低能耗的、可靠的数据传输问题。首先研究了数据分发过程中丢失包的重传问题,在数据分发过程中,因为无线链路的不可靠或者节点处于睡眠模式,所以感知节点无法收到部分数据包。此时汇聚节点需要重传丢失数据包,如果重传不当就有可能加剧能量消耗。本文在保证数据分发可靠性的同时,在恢复丢失数据包的过程中,利用网络编码,考虑节点的睡眠因素和链路不可靠性,提出一个高效的重传算法。该算法在分发过程中检测下一时隙可恢复的丢包数量,使汇聚节点在重传时达到较大的丢包恢复率,从而减少重传次数。接着,本文研究了数据收集传输问题,数据收集是传感器网络最主要的功能,现有的收集方案都是针对单一的收集模式。为此,本文提出混合模式下智能编码收集传输协议。此协议可以允许网络中存在两种收集模式:时间驱动模式和事件驱动模式。网络中节点根据多项指标决定自身是否进行编码操作,降低了编码的盲目性,同时也减少了数据传输次数。仿真实验结果表明,本文提出的重传方案能有效地减少平均传输次数,提高传输效率,减少能量消耗。另外,本文设计的智能编码数据收集传输协议可以允许网络中同时存在两种收集模式;智能编码的思想能进一步减少能耗,使节点能量消耗更加均衡。
【关键词】：无线传感器网络 网络编码 数据重传 数据收集 节约能耗
【学位授予单位】：苏州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP212.9;TN929.5
【目录】：

• 中文摘要4-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-18
• 1.1 课题研究背景10-12
• 1.2 研究现状12-15
• 1.3 本文的主要工作15-16
• 1.4 课题的研究意义16-17
• 1.5 论文的组织结构17-18
• 第二章 背景知识18-31
• 2.1 无线传感器网络概述18-22
• 2.1.1 无线传感器网络体系结构18-19
• 2.1.2 无线传感器网络特点19-21
• 2.1.3 无线传感器网络应用21-22
• 2.2 网络编码简介22-29
• 2.2.1 网络编码基本原理22-23
• 2.2.2 网络编码的发展23-25
• 2.2.3 网络编码分类25-29
• 2.3 仿真工具概述29-30
• 2.4 本章小结30-31
• 第三章 数据分发中网络编码重传方案设计31-48
• 3.1 引言31
• 3.2 相关工作31-32
• 3.3 重传算法32-40
• 3.3.1 网络模型32-34
• 3.3.2 XORs编码思想34
• 3.3.3 重传算法描述34-37
• 3.3.4 编码包的选择37-40
• 3.4 性能分析40-42
• 3.4.1 复杂度分析40
• 3.4.2 传输次数分析40-42
• 3.5 仿真实验42-47
• 3.5.1 实验设置42
• 3.5.2 实验结果42-47
• 3.6 本章小结47-48
• 第四章 混合模式下智能编码数据收集传输协议设计48-64
• 4.1 问题的发现与分析48-49
• 4.2 网络模型49-51
• 4.2.1 网络构成49-50
• 4.4.2 工作原理50-51
• 4.2.3 数据包格式51
• 4.3 协议描述51-55
• 4.3.1 网络初始化51-52
• 4.3.2 发送数据包52-54
• 4.3.3 接收数据包54-55
• 4.4 协议分析55-59
• 4.4.1 理论模型与定义55-57
• 4.4.2 时延分析57-58
• 4.4.3 能量消耗分析58-59
• 4.5 仿真实验59-63
• 4.5.1 实验设置59-60
• 4.5.2 实验结果60-63
• 4.6 本章小结63-64
• 第五章 总结与展望64-66
• 5.1 本文总结64-65
• 5.2 工作展望65-66
• 参考文献66-72
• 攻读硕士学位期间本人的科研成果72-73
• 致谢73-74

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 卢冀;肖嵩;吴成柯;;基于机会式网络编码的低时延广播传输算法[J];电子学报;2011年05期

  本文关键词：基于网络编码的无线传感网数据传输技术研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：282858