无线传感器网络的资源很有限,却集成了监测、控制以及无线通信等多种功能。因此,无线传感器网络资源的节省显得尤为重要。网络编码理论的提出,为提高网络性能、节省网络资源提供了新思路,路由协议中,中继结点先对报文进行编码处理,再将编码的报文发送给后续结点,目的结点能够解码并恢复原始的报文。这种路由建立过程是基于网络编码的。本文首先介绍无线传感器网络、定向扩散路由协议以及网络编码。定向扩散路由协议(Directed Diffusion,简称DD)是一个以数据为中心的传感器网络路由协议。根据该协议的原理和运行机制,找出该协议浪费网络资源的缺点。然后采用网络编码技术,提出了一种新的基于网络编码的定向扩散路由协议(Directed Diffusion based on Network Coding,简称NC-DD),通过对该协议的安全性能进行分析,找出NC-DD存在的威胁,提出了增强安全性的基于网络编码的定向扩散路由协议(secure NC-DD,简称SNC-DD),该协议采用的是同态的签名方案。最后,采用著名的网络仿真平台NS2对新协议NC-DD、SNC-DD的网络性能进行仿真。在NS2已有的定向扩散协议实现的基础上,修改定向扩散路由协议的源文件,重新编译NS2,生成新的仿真平台。数据跟踪文件用来保存仿真过程中产生的数据,编写AWK程序对报文平均的端到端延迟、网络中所有结点的平均剩余能量、网络平均吞吐量进行计算,并用一个命令导向的交互式绘图程式GNUPLOT画出对应的曲线图,从而得到NC-DD的性能分析。用同样的方法和步骤对SNC-DD协议进行网络性能仿真。本文的主要特色与创新之处体现在如下三个方面:(1)利用随机的线性网络编码,提出一种新的基于网络编码的定向扩散路由协议NC-DD。(2)利用同态的签名方案,提出了安全的基于网络编码的定向扩散路由协议SNC-DD,该协议增强了NC-DD对污染攻击的抵抗力。(3)对NS-2仿真平台进行2次扩展,使用扩展后的仿真平台分别对NC-DD、SNC-DD路由协议的网络性能进行了不同网络规模的仿真。结果表明:NC-DD比DD的网络性能好,报文平均端到端延迟、结点的平均剩余能量和网络吞吐量都有改善。SNC-DD在安全性增加的同时,网络吞吐量有所提高,但是报文端到端平均延迟增加。