基于網(wǎng)絡(luò)編碼的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議研究

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1、中山大學(xué)碩士學(xué)位論文基于網(wǎng)絡(luò)編碼的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議研究姓名：方平申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士專業(yè)：計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)指導(dǎo)教師：龍冬陽(yáng)20100602中山大學(xué)碩士畢業(yè)論文基于網(wǎng)絡(luò)編碼的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議研究專業(yè)名稱：計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)碩士生：方平指導(dǎo)教師：龍冬陽(yáng)教授摘要無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)由大量具有數(shù)據(jù)感知、信息處理和無(wú)線通信能力的傳感節(jié)點(diǎn)組成，節(jié)點(diǎn)間以無(wú)線多跳的無(wú)中心方式連接，能夠協(xié)作地實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和采集各種環(huán)境或監(jiān)測(cè)對(duì)象的信息，并對(duì)其進(jìn)行處理和發(fā)送，在軍事、民用和工業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，是當(dāng)前的研究熱點(diǎn)之一。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)集成了監(jiān)測(cè)、控制以及無(wú)線通信等多種功能，但由于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)的電源能量

2、、通信能力、計(jì)算和存儲(chǔ)能力都有很大的限制，因此無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)資源的節(jié)省顯得尤為重要。網(wǎng)絡(luò)編碼的提出打破了傳統(tǒng)路由中節(jié)點(diǎn)只負(fù)責(zé)接收與轉(zhuǎn)發(fā)信息的傳輸模式，允許節(jié)點(diǎn)在轉(zhuǎn)發(fā)信息前對(duì)輸入信息進(jìn)行編碼組合，再將編碼信息發(fā)送出去，接收節(jié)點(diǎn)根據(jù)部分編碼信息從解碼包中解碼出原始數(shù)據(jù)。研究表明，網(wǎng)絡(luò)編碼可以提高網(wǎng)絡(luò)的吞吐量、均衡網(wǎng)絡(luò)負(fù)載、降低節(jié)點(diǎn)能量消耗、減少傳播時(shí)延、提高網(wǎng)絡(luò)容錯(cuò)性和魯棒性以及提高信息的安全性。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)決定了其非常適合采用網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)。本文首先介紹了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)編碼以及無(wú)線網(wǎng)絡(luò)編碼常用編碼方式：隨機(jī)線性網(wǎng)絡(luò)編碼和COPE。然后在幾種無(wú)線傳感器路由協(xié)議

3、中選擇一種作為本文實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)協(xié)議：幾種無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議中，F(xiàn)LOOD協(xié)議是最基本的路由協(xié)議，是許多其他無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的組成部分。而且通過(guò)分析，F(xiàn)LOOD協(xié)議在理論上能夠通過(guò)網(wǎng)絡(luò)編碼降低網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)發(fā)送次數(shù)，具有能耗降低的理論可行性。所以本文選擇FLOOD協(xié)議作為實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)協(xié)議。然后在FLOOD路由協(xié)議的基礎(chǔ)上引入網(wǎng)絡(luò)編碼機(jī)制，根據(jù)FLOOD協(xié)議的特性，參考傳統(tǒng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的編碼方案，設(shè)計(jì)適合無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)編碼算法，從而提出一種新的基于網(wǎng)絡(luò)編碼的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議中山大學(xué)碩士畢業(yè)論文基于網(wǎng)絡(luò)編碼的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議研究NC．FLOOD。最后使用NS2網(wǎng)絡(luò)模擬器分別對(duì)FLO

4、OD和NC．FLOOD進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)模擬，對(duì)比新舊協(xié)議的性能表現(xiàn)。仿真表明新設(shè)計(jì)的協(xié)議在網(wǎng)絡(luò)吞吐量、網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)的平均剩余能量、需要的數(shù)據(jù)包發(fā)送量等性能指標(biāo)上都有較大改善。關(guān)鍵詞：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)；網(wǎng)絡(luò)編碼；路由協(xié)議；FLOOD協(xié)議；NS2模擬II中山大學(xué)碩士畢業(yè)論文基于網(wǎng)絡(luò)編碼的無(wú)線傳感器闕絡(luò)路由協(xié)議研究Title：TheresearchofwirelesssensornetworkroutingprotocolbasedonnetworkcodingMajor：ComputerApplicationTechnologyName：FangPingSupervisor：LongDongyangABSTR

5、ACTWirelesssensornetwork(WSN)consistsofplentyofsensornodeswiththecapabilityofdataperc印tion,informationprocessingandwirelesscommunication．Nodesconnecteachotherwiththewayofnocenterwirelessmulti-hop，tocollaborateinmonitoringandcollectingreal—timeinformationfromvariousenvironmentormonitoredobjects，proc

6、essitandsendittouser．WSNhaspotentialapplicationsinthemilitary,civilandindustrialproductionfield，andisoneofthecurrentresearchfocus．Integratingmanyfunctionssuchasmonitoring,controllingandwirelesscommunication,thewirelesssensornodeshasmanylimitsinpowerenergy,communicationcapability,computingandstorage

7、capacity，thussavingresourcesforwirelesssensornetworkisparticularlyimportant．Theproposingofnetworkcodingbreaksthetraditionalroutingmodewhichisjustresponsibleforreceivingandforwardinginformation．Itallowstheno