本文關(guān)鍵詞：惡劣環(huán)境下無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)問題研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：許多新興的傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用都部署在偏遠(yuǎn)的、人類無(wú)法靠近的惡劣環(huán)境中。在這類場(chǎng)景下,一方面很難長(zhǎng)期近距離地部署大功率的基站;另一方面?zhèn)鞲衅鞴?jié)點(diǎn)包括sink節(jié)點(diǎn)在內(nèi)會(huì)因自身的資源約束和外在環(huán)境的影響而發(fā)生故障。當(dāng)傳感器節(jié)點(diǎn)失效時(shí),會(huì)造成其存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的丟失,進(jìn)而嚴(yán)重影響到數(shù)據(jù)的可用性。因此,如何設(shè)計(jì)有效的存儲(chǔ)策略以提高感知數(shù)據(jù)的可靠性成為當(dāng)下的一個(gè)研究熱點(diǎn)。本文首先對(duì)節(jié)點(diǎn)自身資源耗盡引起的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)問題進(jìn)行研究,針對(duì)目前無(wú)冗余數(shù)據(jù)存儲(chǔ)策略中存在的忽略節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)、能量約束和數(shù)據(jù)檢索成本的問題,提出了兩種改進(jìn)的無(wú)冗余數(shù)據(jù)存儲(chǔ)算法以解決帶有優(yōu)先級(jí)的數(shù)據(jù)重分配和檢索問題(DRRP):一種是基于最小費(fèi)用流的集中式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)算法DPE22,另一種是基于節(jié)點(diǎn)協(xié)作通信的分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)算法22PD。這兩種算法均在節(jié)點(diǎn)能量、存儲(chǔ)容量受限的條件下最小化了數(shù)據(jù)重分配和檢索的總能耗。對(duì)于外在環(huán)境而引起的不可預(yù)知的節(jié)點(diǎn)失效問題,簡(jiǎn)單的無(wú)冗余存儲(chǔ)策略已無(wú)法保證數(shù)據(jù)的可靠性,為此可以引入編碼機(jī)制以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的冗余容錯(cuò)存儲(chǔ)。為了解決基于編碼的數(shù)據(jù)冗余存儲(chǔ)方案中存在的遍歷速度慢、譯碼效率低的問題,本文又提出了另外一種在惡劣環(huán)境下適用性更強(qiáng)的基于最小生成樹的半隨機(jī)化網(wǎng)絡(luò)編碼數(shù)據(jù)冗余存儲(chǔ)算法QRNCDS。QRNCDS采用最小生成樹遍歷機(jī)制將k個(gè)源數(shù)據(jù)包分散存儲(chǔ)到網(wǎng)絡(luò)的所有節(jié)點(diǎn)上,而每一個(gè)節(jié)點(diǎn)則根據(jù)半隨機(jī)矩陣的理論對(duì)接收到的源數(shù)據(jù)包進(jìn)行編碼,最終只存儲(chǔ)一個(gè)編碼數(shù)據(jù)包。通過理論分析和實(shí)驗(yàn)仿真,我們證明了所提的三種存儲(chǔ)算法不僅能夠減少通信的能耗,還能提高數(shù)據(jù)的存活率、延長(zhǎng)數(shù)據(jù)的保存時(shí)間。
【關(guān)鍵詞】：惡劣環(huán)境 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò) 數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 數(shù)據(jù)重分配和檢索 網(wǎng)絡(luò)編碼
【學(xué)位授予單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP333;TN929.5;TP212.9
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 專用術(shù)語(yǔ)注釋表8-10
• 第一章 緒論10-15
• 1.1 研究背景及意義10-11
• 1.2 研究目標(biāo)與方法11-12
• 1.3 主要研究?jī)?nèi)容12-13
• 1.4 本文組織結(jié)構(gòu)13-15
• 第二章 惡劣環(huán)境下無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)問題研究15-30
• 2.1 無(wú)冗余的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)策略研究16-21
• 2.1.1 集中式數(shù)據(jù)重分配策略16-19
• 2.1.2 分布式數(shù)據(jù)重分配策略19-21
• 2.2 基于冗余的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)策略研究21-28
• 2.2.1 基于備份的數(shù)據(jù)冗余存儲(chǔ)策略22-23
• 2.2.2 基于編碼的數(shù)據(jù)冗余存儲(chǔ)策略23-28
• 2.3 各存儲(chǔ)策略存在的問題和挑戰(zhàn)28-29
• 2.4 本章小結(jié)29-30
• 第三章 兩種無(wú)冗余的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)算法30-56
• 3.1 間歇性連接WSNs的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)問題30-33
• 3.1.1 網(wǎng)絡(luò)模型30-31
• 3.1.2 能量模型31-32
• 3.1.3 傳統(tǒng)的無(wú)冗余數(shù)據(jù)存儲(chǔ)策略32-33
• 3.2 一種基于最小費(fèi)用流的集中式數(shù)據(jù)重分配算法E~2DP~233-43
• 3.2.1 數(shù)據(jù)優(yōu)先級(jí)機(jī)制33
• 3.2.2 DRRP問題定義33-34
• 3.2.3 E~2DP~2算法描述34-39
• 3.2.4 E~2DP~2算法的仿真驗(yàn)證與性能分析39-43
• 3.3 一種基于節(jié)點(diǎn)協(xié)作通信的分布式數(shù)據(jù)重分配算法D~2P~243-55
• 3.3.1 D~2P~2算法描述44-48
• 3.3.2 D~2P~2算法的理論性能分析48-51
• 3.3.3 D~2P~2算法的實(shí)驗(yàn)性能分析51-55
• 3.4 本章小結(jié)55-56
• 第四章 一種基于網(wǎng)絡(luò)編碼的數(shù)據(jù)冗余存儲(chǔ)算法56-72
• 4.1 相關(guān)冗余存儲(chǔ)策略分析56-57
• 4.2 一種基于最小生成樹的半隨機(jī)化網(wǎng)絡(luò)編碼數(shù)據(jù)冗余存儲(chǔ)算法QRNCDS57-64
• 4.2.1 最小生成樹57-58
• 4.2.2 半隨機(jī)矩陣58-59
• 4.2.3 QRNCDS算法描述59-64
• 4.3 QRNCDS算法的理論性能分析64-65
• 4.4 QRNCDS算法的實(shí)驗(yàn)性能分析65-71
• 4.4.1 源數(shù)據(jù)包的遍歷性能實(shí)驗(yàn)66-67
• 4.4.2 源數(shù)據(jù)包的恢復(fù)性能實(shí)驗(yàn)67-71
• 4.5 本章小結(jié)71-72
• 第五章 總結(jié)與展望72-74
• 5.1 工作總結(jié)72-73
• 5.2 工作展望73-74
• 參考文獻(xiàn)74-78
• 附錄1 程序清單78-79
• 附錄2 攻讀碩士學(xué)位期間撰寫的論文79-80
• 附錄3 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目80-81
• 致謝81

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本文編號(hào)：450868