WSN中使用编码和区域协作转发的可靠数据传输策略研究

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无线传感器网络是一类有别于传统网络的新型网络系统,它是一种以数据为中心的网络,数据传输是无线传感器网络应用的基础问题,同时也是实现其他各类复杂应用的关键。由于无线传感器网络具有节点资源受限、节点能量无法更换等特点,因此,针对不同的应用场景,设计满足特定需求的节能可靠数据传输策略就显得特别重要。本文在研究了无线传感器网络现有可靠数据传输策略的基础上,结合无线传感器网络的特点,提出了一种新型的使用编码和区域协作转发的可靠数据传输策略,新策略的特色主要体现在两个方面。(1)节能可靠的数据编码方法,即源节点在发送数据之前,首先对需要转发的多份原始数据进行编码,目的是实现数据融合,提高网络的抗数据包丢失能力。本文使用的新的编码方法能保证所有的编码数据线性无关,可提高sink的解码成功率;另一方面,使用新的编码策略,网络在传输编码数据包时不需要携带编码向量,可以节约传输编码向量所需的能量开销。(2)为了提高编码数据的转发成功率,文章接着提出了一种基于区域推进的数据协作转发策略。该策略中,不需要构建确定的数据传输路径,一次数据转发过程主要由接收节点的确定和数据协作转发的实现两个子过程组成,即节点首先根据自身所在区域判断是否成为接收节点,然后,所有接收节点通过协作通信的方式选举出最佳转发节点,由转发节点负责下一跳的数据传输。由于该策略能获得多个接收节点,因而可以避免确定路径数据传输模式中由于单个节点失效而造成数据传输中断的问题,提高了数据转发的成功率;而且,该策略通过选取具有相对最大剩余能量的接收节点作为转发节点,可确保数据成功转发所需的能量支持。另外,由于转发节点是动态选取的,因而能实现网络节点能量的均衡使用,延长网络的使用寿命。文章最后对新提出的数据传输方法进行了理论分析和仿真实验,结果表明,新方法只需通过较低的数据传输冗余,就能获得较高的数据传输成功率,并能得到较长的网络使用寿命。
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