基于网络编码的无线体域网容错性研究

发布时间：2017-04-16 06:03

  本文关键词：基于网络编码的无线体域网容错性研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：无线体域网是近年来新兴的具有广阔发展前景的技术,其将会对我们未来生活的各个方面产生巨大的影响。比如基于无线体域网的健康监控系统,它不仅能够让长期住院的病人离院治疗,还能够有效减少医疗所需劳动力和医疗的基础设施建设成本。但是在无线体域网中,由于传感器易随身体移动、能量有限、发送功率低,导致信号在传输过程中受到环境影响较大,极易造成误包甚至丢包,所以无线体域网需要有较强的容错性。为了提高无线体域网的容错性,本文提出了基于网络编码的无线体域网纠错机制。本文的主要工作和创新可以概括如下：(1)无线体域网不仅可以对人体的生理信号进行监测,还可以对人体的姿态进行监控。网络的容错性能对姿态监控的准确性产生巨大的影响,因此在姿态监控的体域网中需要较强的容错性能。网络编码可以作为一种非常有效的错误恢复机制,在非常低的运算和硬件成本下可以大大提高无线体域网的可靠性。在姿态监控的无线体域网中,主要使用加速度传感器来采集数据。所以本文根据加速度传感器的特点,首先提出在源节点对数据进行网络编码,以及相应的数据传输方式和编解码策略,并通过仿真实验得出采用在源节点进行网络编码的纠错方式,网络的纠错能力比单纯发送两次原始数据包的方式提高了83%左右,而且解码较为快捷。其次提出了在中继节点进行网络编码的纠错方式,以及相应的数据传输策略和编码方式,仿真实验得出,该种方式的网络纠错能力比单纯发送两次原始数据的方式提高了90%左右,比Marinkovic提出的编码方式提高3%左右。即使在单个中继出现失效的情况下,采用在中继节点进行编码网络的纠错方式的纠错能力依然比未编码网络高83%左右。(2)通过研究发现,现有的针对无线体域网的错误恢复机制大多数无法满足服务质量的要求。另外,在非常紧急的情况下,比如对心脏病发作的监测,现有的网络编码错误恢复机制无法自适应的满足用户和应用需求。因此,为了支持服务质量的要求,本文提出一种根据数据优先级进行网络编码的无线体域网错误恢复机制。这种基于网络编码的错误恢复机制首先会根据实际需要将数据实时的划分优先级,然后中继节点根据数据优先级制定自适应的编码策略,来自适应网络信道和用户的服务质量需求。仿真实验显示,本文提出的基于网络编码的无线体域网自适应错误恢复机制在当误包率达到42%时,仍能保证优先级较高数据丢包率控制在1%以下,并且网络的整体纠错能力较以往的编码策略提高50%左右,进而能有效的减少数据重传和能量消耗。
【关键词】：无线体域网 网络编码 错误恢复 编码策略
【学位授予单位】：广西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN929.5;TP212.9
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-14
• 1.1 研究背景及意义10-11
• 1.2 国内外的研究现状11-12
• 1.2.1 国内外的理论研究现状11-12
• 1.2.2 国内外的实际应用研究现状12
• 1.3 本文的研究内容12-13
• 1.4 本文的组织结构13-14
• 第二章 无线体域网与网络编码概述14-20
• 2.1 无线体域网概述14-16
• 2.1.1 无线体域网网络结构14-15
• 2.1.2 无线体域网的拓扑结构15-16
• 2.1.3 无线体域网的关键技术16
• 2.2 无线体域网与网络编码16-19
• 2.2.1 网络编码17
• 2.2.2 无线体域网中网络编码的应用17-19
• 2.3 本章小结19-20
• 第三章 基于网络编码姿态监控体域网的容错性20-31
• 3.1 网络结构20-22
• 3.2 编码与解码方式22-25
• 3.2.1 编码方式22-24
• 3.2.2 解码方式24-25
• 3.3 网络编码纠错能力分析25-27
• 3.4 实验结果及分析27-29
• 3.5 结论29-31
• 第四章 基于自适应网络编码无线体域网的容错性31-49
• 4.1 网络结构分析31-32
• 4.2 自适应编码策略分析32-37
• 4.3 网络编码纠错机制分析37-39
• 4.4 仿真实验及结果分析39-47
• 4.4.1 仿真所需条件及仿真方法39-43
• 4.4.2 实验结果及分析43-47
• 4.5 本章小结47-49
• 第五章 结束49-51
• 5.1 全文总结49-50
• 5.2 未来展望50-51
• 参考文献51-58
• 致谢58-59
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文59

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 宫继兵;王睿;崔莉;;体域网BSN的研究进展及面临的挑战[J];计算机研究与发展;2010年05期

  本文关键词：基于网络编码的无线体域网容错性研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：310147