无线传感器网络中基于喷泉码编码数据包收集和分布式存储机制研究

《无线传感器网络中基于喷泉码编码数据包收集和分布式存储机制研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、硕士学位论文题目：无线传感器网络中基于喷泉码编码数据包收集和分布式存储机制研究研究生何立钢专业计算机应用技术指导教师万健教授完成日期2012年12月杭州电子科技大学硕士学位论文无线传感器网络中基于喷泉码编码数据包收集和分布式存储机制研究研究生：何立钢指导教师：万健教授2012年12月DissertationSubmittedtoHangzhouDianziUniversityfortheDegreeofMasterResearchofdatacollectionmechanismanddatadistributedstoragemechanismbasedonFountainCodeinWir

2、elessSensorNetworkCandidate:LigangHeSupervisor:Prof.JianWanDecember,2012杭州电子科技大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。论文作者签名：日期：年月日学位论文使用授权说明本人完全了解杭州电子科技大学关于保留和使用学位论文的规定，即：研

3、究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属杭州电子科技大学。本人保证毕业离校后，发表论文或使用论文工作成果时署名单位仍然为杭州电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。（保密论文在解密后遵守此规定）论文作者签名：日期：年月日指导教师签名：日期：年月日杭州电子科技大学硕士学位论文摘要无线传感器网络通常部署在恶劣或特殊的灾害环境中，如地震、水灾、火灾等，用于检测和采集环境中的数据。然而在这类场景下，网络中的感知节点往往会变得异常脆弱，严重影响到网络中监测数据的持久性和可靠性。同时，传感器节点本身

4、具有能量有限的特点，由于环境条件受限，能量一般无法进行补充。当节点由于能量耗尽而失效时，也会使数据的可用性严重下降。数据的存储、收集策略往往和数据持久性密切相关。因此，如何设计高效的数据存储和收集策略来提高数据在网络中的持久性和可靠性是一个非常值得研究的课题。目前，网络编码技术越来越受到人们的关注，并且在无线传感器网络的数据收集和存储方面得到了广泛的应用。无线传感器网络中引入喷泉码的编码技术能够提高网络数据的持久性，它推翻了传统的通信网络中使用的信息只能存储和转发而不能叠加的路由机制，允许网络节点对传输的数据包以合适的方式进行编码处理。利用网络编码技术，提高了数据在网络中的持久性和可靠性。但是

5、基于网络编码的数据分布式存储策略通常利用随机的方式转发数据包，效率较低，降低了数据的可用性；同时，随机数据采集方式，会使收集到的数据包的度大小相差很大。导致解码前期，在没有足够数量的低度数据包的情况下，高度的数据包暂时无法解码，而出现严重的“陡壁效应”，影响数据的恢复效率。针对以上所提出的问题，本文主要做了如下工作：（1）为克服在恶劣或特殊灾害场景下收集器无法进入网络收集数据的情况，提出了基于粗糙路由的无线多跳网络编码数据收集机制BRRCD，该路由只需要一次建立就不需要更新和维护，克服了传统路由的不足之处。利用粗糙路由，实现了根据数据包的度从小到大收集数据，缓解了在收集初期由于低度数据包数量较

6、少而暂时无法解码现象。为检验该策略的可行性，本文设计了一系列的实验。结果表明，该策略有效提高了数据收集和解码效率，很好的克服了“陡壁效应”。（2）本文考虑到，在利用粗糙路由收集数据时，数据在向收集器汇聚的过程中为避免出现路由不通的情况，本文提了基于路径判断与筛选的数据回传策略，即节点会选择在上一层网络中拥有较多邻居数的节点作为转发地址，从而提高数据的收集效率。（3）在面向节点脆弱的灾难场景中，把数据快速的分布在整个网络中进行编码和备份是提高网络中数据存活率的关键。本文提出了基于节点监听反馈策略的数据转发机制OFDDM，有效减少了无效转发的次数，高效的完成了数据分布的任务，为及时把数据备份到网络

7、中其他节点上提供了更大的可能性。通过实验表明，该策略I杭州电子科技大学硕士学位论文在数据转发效率上比LTCDS-1有明显的提高。数据收集是无线传感器网络的基本功能，也是其大多数应用的前提条件。研究提高其数据的可用性和回收效率的机制，以提高感知数据的存活率以及珍贵时效数据的效用，对促进无线传感器网络相关技术的发展具有重要意义。关键词：无线传感器网络，网络编码，粗糙路由，喷泉码，数据持久性II杭州电子