网络编码下的无线传感器网络性能分析

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1、分类号学号M201171710学校代码10487密级公开硕士学位论文网络编码下的无线传感器网络性能分析学位申请人：李晨学科专业：通信与信息系统指导教师：喻莉教授答辩日期：2014年1月20日万方数据AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringPerformanceAnalysisofWirelessSensorNetworkwithNetworkCodingCandidate:Li

2、ChenMajor:CommunicationandInformationSystemSupervisor:Prof.YuLiHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaJanuary,2014万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式

3、标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本论文属于保密，在年解密后适用本授权书。不保密。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日万方

4、数据华中科技大学硕士学位论文摘要近些年来，随着通信技术、多媒体技术以及传感器技术的快速发展，能够感知文本与多媒体信息的大规模无线传感器网络应运而生，特别是随着现阶段物联网(InternetofThing)概念的日益火热，作为其架构基础的无线传感器网络得以快速发展和大规模布设。但是无线传感器的节点能量、计算能力和通信能力严重受限，这极大的限制了网络的发展。为了克服这些局限性，研究人员将网络编码技术(NetworkCoding)引入到无线传感器网络中，通过减少网络数据流量来降低网络通信能耗，从而成功的延长网络节

5、点的生存时间。网络编码技术的引入使得网络的性能分析与QoS保障更具有挑战性。遗憾的是，传统的一些分析方法如马尔科夫分析、确定性网络演算等，面对网络编码下的网络时都无法给出满意的性能分析结果，因此现阶段我们迫切的需要一种新型网络性能分析方法来对网络编码下的无线传感器网络进行性能分析，进而为其提供良好的QoS保障。随机网络演算是本世纪初发展起来的一种网络性能分析方法，以随机到达曲线和随机服务曲线为基本工具，推导网络的多项性能边界，能够很好的解决传统的分析方法的一些局限性，特别是在分析无线传感器网络这类流量突发性

6、强、网络动态性强的网络时具有突出的优势。然而，传统的随机网络演算理论在面对网络编码下的网络时仍然失效。为了克服以上缺陷，本文针对应用网络编码技术的无线传感器网络，提出一种改进型的随机网络演算理论。改进后的理论包括多条新的基本性质，可以对网络编码下的网络进行性能分析。进一步，本文考虑网络编码下无线传感器网络到达流量的自相似性以及其特有的Smac协议，基于改进型的随机网络演算理论为到达流和网络服务建模，推导出相应的随机到达曲线和随机服务曲线，建立起一个完善的性能分析框架，可以得出网络的各项性能边界。最后，本文讨

7、论几个关键参数对网络性能的影响，为今后网络参数配置提供参考。关键字：随机网络演算，网络编码，无线传感器网络，性能边界I万方数据华中科技大学硕士学位论文AbstractWiththerapiddevelopmentofCommunication,MultimediaandSensortechnologyinrecentyears,thelarge-scaledWirelessSensorNetworkswhichcansensetextandmultimediainformationbegintoemerge

8、.EspeciallywiththehotconceptofInternetofThing,wirelesssensornetworks,whicharethebaseofIOT,arewidespreadapplied.However,theenergy,calculationandcommunicationcapacityofsensornodesareextremelyconstrained,whichhi