无线传感器网络中基于网络编码的路由协议研究

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1、硕士研究生学位论文新疆大学论文题目(中文)：无线传感器网络中基于网络编码的路由协议研究论文题目(外文)：ResearchonRoutingProtocolBasedonNetworkCodinginWirelessSensorNetworks研究生姓名：梁建华学科、专业：工学、软件工程研究方向：软件理论与服务计算导师姓名职称：张振宇教授论文答辩日期2016年5月日学位授予日期2016年6月日新疆大学硕士论文摘要由于无线传感器网络节点通信范围有限，信号容易受到屏蔽、干扰，导致节点间的链路质量不稳定。另外，传感器节点通常采用微型电池供电，部署后的网络节点很难再得到能

2、源的补充。因此，提高无线传感器网络的服务质量和降低节点能耗，延长网络生存周期，成为研究重点内容。在无线传感器网络电能受限情况下，组播相比单播和广播有明显的优势。网络编码改变了传统路由“存储-转发”机制，允许网络中间节点将数据进行编码处理后再转发，有效解决了数据传输所遇到的链路瓶颈问题，从而提高了网络服务质量和带宽利用率。机会路由打破了确定链路的路由方式，源节点预先不确定通过哪条链路发送数据，转发路径可能是多条，充分考虑无线信道的广播特性和不稳定性，减少了网络资源浪费，提高了通信质量。针对无线传感器网络中网络能耗过快和带宽利用不足问题，本文提出了一种基于网络编码的

3、组播算法，算法在目标节点和源节点之间建立两条冗余路径，每个目标节点的冗余路径整合成了组播共享树，在冗余路径上利用Dijkstra算法选择编码节点，利用网络编码技术对数据编码传输。仿真结果表明该算法提高了网络带宽利用率，降低了网络能耗和传输时延。针对无线传感器网络无线链路不稳定，本文讨论了一种基于网络编码的机会路由算法。该算法在每一跳数据转发时，先将数据传到候选转发节点集，然后竞争选出一个节点相当于“次级源节点”并向“上级源节点”发送ACK，再向下一个节点集转发数据，每层依次类推，直到目的节点。网络中存在多个数据块传输，节点成功接受数据块及时回复ACK消息。实验仿

4、真表明该算法在吞吐量、等待时延和传输次数等性能方面有所提高。关键词：无线传感器网络;网络编码;组播;机会路由I新疆大学硕士论文AbstractBecauseofthelimitedcommunicationrangeofthewirelesssensornetworksnodes,thesignalisvulnerabletoshielding,interferenceandusuallyleadstolinkqualityunstablephenomenonbetweennodes.Inaddition,thesensornodesareusuallypowe

5、redbyamicrobattery,anditisdifficulttogettheenergysupplementafterthenetworknodesaredeployed.Improvingtheservicequalityofwirelesssensornetworkandnodeenergyefficiencytoextendthenetworklifecycle,becomethefocusoftheresearchscholars.Comparedtounicastandbroadcast,multicasthasobviousadvantag

6、esinelectricenergyconstrainedwirelesssensornetworks.Networkcodingmechanismcompletelychangedthetraditionalrouting,networkrelaynodeswillbetreatedasdataisencodedbeforeforwarding,effectivelysolvedthedatatransmissionproblemencounteredbottlenecklink,soastoimprovethenetworkthroughputandband

7、widthutilization.Opportunisticroutingbreaksthedeterministicroutingmethod,whichfullyconsidersthebroadcastcharacteristic,thetimevariationandtheinterferenceirregularityofthewirelesschannel,reducesthewasteofthenetworkresourcesandimprovesthecommunicationquality.Forwirelesssensornetworksin

8、thenetworkre