基于网络编码的无线传感器网络路由协议研究

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1、中山大学硕士学位论文基于网络编码的无线传感器网络路由协议研究姓名：方平申请学位级别：硕士专业：计算机应用技术指导教师：龙冬阳20100602中山大学硕士毕业论文基于网络编码的无线传感器网络路由协议研究专业名称：计算机应用技术硕士生：方平指导教师：龙冬阳教授摘要无线传感器网络由大量具有数据感知、信息处理和无线通信能力的传感节点组成，节点间以无线多跳的无中心方式连接，能够协作地实时监测和采集各种环境或监测对象的信息，并对其进行处理和发送，在军事、民用和工业生产等领域具有广阔的应用前景，是当前的研究热点之一。无线传感器网络集成了监测、控制以及无线通信等多种功能，但由于无线传感器网络的节点的电源能量

2、、通信能力、计算和存储能力都有很大的限制，因此无线传感器网络资源的节省显得尤为重要。网络编码的提出打破了传统路由中节点只负责接收与转发信息的传输模式，允许节点在转发信息前对输入信息进行编码组合，再将编码信息发送出去，接收节点根据部分编码信息从解码包中解码出原始数据。研究表明，网络编码可以提高网络的吞吐量、均衡网络负载、降低节点能量消耗、减少传播时延、提高网络容错性和鲁棒性以及提高信息的安全性。无线传感器网络的特点决定了其非常适合采用网络编码技术。本文首先介绍了无线传感器网络、无线传感器网络路由协议、网络编码以及无线网络编码常用编码方式：随机线性网络编码和COPE。然后在几种无线传感器路由协议

3、中选择一种作为本文实验的基础协议：几种无线传感器网络路由协议中，FLOOD协议是最基本的路由协议，是许多其他无线传感器网络路由协议的组成部分。而且通过分析，FLOOD协议在理论上能够通过网络编码降低网络中数据发送次数，具有能耗降低的理论可行性。所以本文选择FLOOD协议作为实验的基础协议。然后在FLOOD路由协议的基础上引入网络编码机制，根据FLOOD协议的特性，参考传统无线网络的编码方案，设计适合无线传感器网络的网络编码算法，从而提出一种新的基于网络编码的无线传感器网络路由协议中山大学硕士毕业论文基于网络编码的无线传感器网络路由协议研究NC．FLOOD。最后使用NS2网络模拟器分别对FLO

4、OD和NC．FLOOD进行网络模拟，对比新旧协议的性能表现。仿真表明新设计的协议在网络吞吐量、网络结点的平均剩余能量、需要的数据包发送量等性能指标上都有较大改善。关键词：无线传感器网络；网络编码；路由协议；FLOOD协议；NS2模拟II中山大学硕士毕业论文基于网络编码的无线传感器阙络路由协议研究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