本文關(guān)鍵詞：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用簡(jiǎn)單Reed-Solomon編碼的低能耗和低時(shí)延可靠數(shù)據(jù)收集方案，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)鏈路層和物理層通常采用低功率低數(shù)據(jù)率的IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn),其節(jié)點(diǎn)由能量極為有限的電池供電,且無(wú)線鏈路易丟包,而且在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的一些應(yīng)用中,需要在給定的時(shí)間內(nèi)將數(shù)據(jù)匯集到基站,因此,設(shè)計(jì)一種節(jié)能、低時(shí)延且可靠的數(shù)據(jù)收集方案對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用極為重要.文中利用Reed-Solomon(RS)編碼以提高數(shù)據(jù)傳遞可靠性,致力于將能耗、數(shù)據(jù)收集率、數(shù)據(jù)收集時(shí)延、數(shù)據(jù)包編碼方案整合為一個(gè)優(yōu)化問題;給出了簡(jiǎn)單RS碼字即S-RS碼字集合,證明了該碼字集合中任何n個(gè)碼字是線性獨(dú)立的;詳細(xì)敘述了基于S-RS碼字集合以及段內(nèi)編碼和段間編碼的數(shù)據(jù)收集策略即S-RS數(shù)據(jù)收集策略的具體步驟;利用概率論推導(dǎo)出了S-RS數(shù)據(jù)收集策略的總能耗、數(shù)據(jù)收集率和時(shí)延公式,并依此建立了時(shí)延和數(shù)據(jù)收集率約束下的能耗最小化這一優(yōu)化問題.該優(yōu)化問題可行解空間很小,可以通過窮舉法獲得最優(yōu)解.通過求解該優(yōu)化問題,節(jié)點(diǎn)能夠設(shè)置最優(yōu)的數(shù)據(jù)包編碼和重傳參數(shù),使得在時(shí)延和數(shù)據(jù)收集率約束下能耗達(dá)到最小.數(shù)值分析與仿真表明,S-RS數(shù)據(jù)收集策略能夠以較低的能耗達(dá)到較高數(shù)據(jù)收集率和較低時(shí)延要求.此外,可以利用導(dǎo)出的總能耗、數(shù)據(jù)收集率和時(shí)延,通過優(yōu)化S-RS數(shù)據(jù)收集策略的參數(shù),最大化數(shù)據(jù)收集率,最小化時(shí)延,也可以同時(shí)對(duì)總能耗、數(shù)據(jù)收集率和時(shí)延中的兩者或三者進(jìn)行優(yōu)化.
【作者單位】： 浙江工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院;
【關(guān)鍵詞】： 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò) 數(shù)據(jù)收集 節(jié)能 可靠性 時(shí)延 Reed-Solomon編碼 物聯(lián)網(wǎng)
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金(61432015,61472367,61379124)資助~~
【分類號(hào)】：TN929.5;TP212.9
【正文快照】： 男,1961年生,博士,教授,中國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)(CCF)高級(jí)會(huì)員,主要研究領(lǐng)域?yàn)槲锫?lián)網(wǎng)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)編碼.E-mail:yhzhu@ece.ubc.ca.1引言無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network,WSN)已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè)、醫(yī)療保健、交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域.IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)[1]定義了低功耗低速率

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