基于网络编码的无线传感器网络中流量分配方案研究.pdf

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3、的学位或证书而使用过的材料。一与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人学位论一文及涉及相关资料若有不实，愿意承担切相关的法律责任。研巧生签名；＿＿日期：Ｗ把，中１王南京邮电大学学位论文使用授权声明本人授权南京邮电大学可保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子文档可；允许论文被查阅和借阅；可レッ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索；１＾采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文。本文电子文档的内容和纸质一论文的内容相致。论文的公布（包括刊登）授权南京邮电大学研究生院办理。研涉密

4、学位论文在解密后适用本授权书。巧生签名：…絲—＿导师签名：日期：＞ｒResearchonFlowAllocationSchemeBasedonNetworkCodinginWirelessSensorNetworksThesisSubmittedtoNanjingUniversityofPostsandTelecommunicationsfortheDegreeofMasterofEngineeringByWeiZhangSupervisor:Prof.LinghuaZhangApril2015摘要无线传感器网络因其巨大的应用前景越来越受到学术界和工业界的广泛关注。

5、目前，在面向大数据量传输的监测应用中，无线传感器网络监测系统面临着吞吐量受限等瓶颈问题。本文针对这一实际应用问题采用无线网络编码解决链路瓶颈问题。由于无线传感器网络自身的广播特性，网络编码在无线网络中的应用可以带来吞吐量提升等性能增益。本文首先介绍了无线传感器网络、网络编码以及博弈论的理论基础，分析了国内外的研究现状。针对网络编码应用于无线传感器网络的实际问题，考虑将N个源的K个数据发送到D个不同目的节点的问题。在网络中使用同一路径的相反方向的数据流可以利用网络编码减少传输次数，称这样的路径为网络编码链接。另一方面组播链接可以同时向多个节点传输数据进而提高传输效率。但当共享同一链接

6、的数据流流量相差很多时，可能会增加网络代价，同时链接间也存在着竞争关系。如何利用网络编码链接以及组播链接提升系统传输性能面临着挑战。传统的路由协议往往只采用最优化路径及能耗最低的最优化思想，并由于其“存储-转发”传输模式的局限性并不能很好的利用网络编码使网络达到最优状态。本文考虑基于流策略的路由方案，引入网络编码增益和代价，详细研究用户之间的竞争与合作行为。利用潜在博弈研究基于网络编码的无线传感器网络流量分配，解决网络中存在的链接竞争问题。本文建立了基于博弈的流量分配模型并提出了一种动态控制方案，源节点可以在自身可用路径上分配流量并根据效用函数调整路径流量分配，以增加网络编码机会，

7、提高系统吞吐量，降低网络能耗。通过求解潜在博弈势函数的最优解得到系统纳什均衡点，验证了系统的收敛性及有效性。理论分析和仿真结果表明该方案是稳定有效的。关键词:无线传感器网络，网络编码，路由机制，潜在博弈IAbstractWirelesssensornetworkshaveattractedmoreandmoreattentionfromacademiaandindustryduetoitswideapplicationperspective.Nowadays,inth