發(fā)布時(shí)間：2020-11-18 12:56

　　 本文研究如何應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)來(lái)提高無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由算法的性能,以減少在路由過(guò)程中的節(jié)點(diǎn)能量消耗,延長(zhǎng)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的壽命。網(wǎng)絡(luò)編碼是信息論領(lǐng)域誕生的新技術(shù),它的出現(xiàn)改變了傳統(tǒng)路由技術(shù)所采用的存儲(chǔ)-轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)分發(fā)形式,而將數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)的中繼節(jié)點(diǎn)進(jìn)行編碼處理后再轉(zhuǎn)發(fā),以壓縮數(shù)據(jù)的方式減少了網(wǎng)絡(luò)中傳送的數(shù)據(jù)分組數(shù)目,從而提高了帶寬利用率。針對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)能量受限這一特點(diǎn),本文利用網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù),以降低節(jié)點(diǎn)能耗為目的,研究了基于網(wǎng)絡(luò)編碼的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由算法,主要工作可以概括為： 1)針對(duì)固定網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)多播路由問(wèn)題,提出了鏈路共享度的概念,按照鏈路共享度的值來(lái)確定鏈路的優(yōu)先級(jí),利用共享鏈路來(lái)減少多播路由所需的鏈路數(shù)目。在實(shí)驗(yàn)中,采用隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,計(jì)算機(jī)仿真結(jié)果表明,該算法與傳統(tǒng)的最短路徑多播樹(shù)算法相比,可節(jié)省網(wǎng)絡(luò)資源約6%～15%,結(jié)合隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)編碼算法,能夠有效提升多播傳輸?shù)男阅堋?2)針對(duì)未知網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)多播路由問(wèn)題,提出了改進(jìn)的Ford-Fulkerson算法,該算法是結(jié)合網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)和節(jié)點(diǎn)分離路徑建立無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)多播路由的分布式算法,能夠減少參與多播路由的節(jié)點(diǎn),并且整個(gè)多播過(guò)程中單個(gè)節(jié)點(diǎn)所需的傳輸次數(shù)大大減少,使得傳感器節(jié)點(diǎn)的能量消耗得到有效減小,整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)流量分布更加均勻,從而延長(zhǎng)了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的生命周期。 3)基于在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中多匯聚節(jié)點(diǎn)同時(shí)向網(wǎng)絡(luò)中廣播不同查詢信息所帶來(lái)的多余能量損耗問(wèn)題,提出了一種利用網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)在部分傳感器節(jié)點(diǎn)對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行編碼一轉(zhuǎn)發(fā)的廣播節(jié)能算法。在該算法中,節(jié)點(diǎn)是否參與編碼轉(zhuǎn)發(fā)依賴于本地鄰居節(jié)點(diǎn)的信息。實(shí)驗(yàn)仿真結(jié)果表明,根據(jù)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和節(jié)點(diǎn)密度不同,該算法能有效減少?gòu)V播中參與轉(zhuǎn)發(fā)的節(jié)點(diǎn)數(shù)目和編碼節(jié)點(diǎn)數(shù),從而降低了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的能量消耗和計(jì)算開(kāi)銷(xiāo),改善了網(wǎng)絡(luò)性能。
【學(xué)位單位】：廣西大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2012
【中圖分類】：TN929.5;TP212.9
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 研究現(xiàn)狀
    1.3 本文研究工作
    1.4 論文的組織結(jié)構(gòu)
第二章 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)編碼理論基礎(chǔ)
    2.1 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)理論基礎(chǔ)
        2.1.1 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)
        2.1.2 無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)內(nèi)部結(jié)構(gòu)
        2.1.3 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)
    2.2 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議介紹
        2.2.1 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)多播路由協(xié)議
        2.2.2 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)廣播路由協(xié)議
    2.3 網(wǎng)絡(luò)編碼基本原理
    2.4 網(wǎng)絡(luò)編碼的數(shù)學(xué)模型
        2.4.1 信源節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)編碼
        2.4.2 中間節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)編碼
        2.4.3 隨機(jī)線性網(wǎng)絡(luò)編碼
        2.4.4 網(wǎng)絡(luò)編碼的可譯碼條件
    2.5 本章小結(jié)
第三章 基于網(wǎng)絡(luò)編碼的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)多播節(jié)能路由研究
    3.1 系統(tǒng)模型
    3.2 基于鏈路共享度的網(wǎng)絡(luò)編碼多播路由算法（NCMSL）
        3.2.1 鏈路共享度
        3.2.2 基于邊分離路徑的多播路徑集
        3.2.3 算法描述
        3.2.4 算法性能仿真結(jié)果與分析
    3.3 基于節(jié)點(diǎn)分離路徑的網(wǎng)絡(luò)編碼多播節(jié)能路由
        3.3.1 基于網(wǎng)絡(luò)編碼的無(wú)線傳感器多播節(jié)能路由分析
        3.3.2 基于網(wǎng)絡(luò)編碼的無(wú)線傳感器多播節(jié)能路由實(shí)現(xiàn)
        3.3.3 算法性能仿真與分析
    3.4 本章小結(jié)
第四章 基于網(wǎng)絡(luò)編碼的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)廣播節(jié)能路由研究
    4.1 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)多匯聚節(jié)點(diǎn)廣播模型
    4.2 基于網(wǎng)絡(luò)編碼的廣播節(jié)能算法（ESBNC）
        4.2.1 節(jié)點(diǎn)狀態(tài)轉(zhuǎn)移分析
        4.2.2 轉(zhuǎn)發(fā)評(píng)價(jià)函數(shù)
        4.2.3 算法描述
    4.3 算法性能仿真與分析
        4.3.1 仿真實(shí)驗(yàn)中采用的性能指標(biāo)
        4.3.2 仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 工作總結(jié)
    5.2 研究展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文

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