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微电子机械技术、计算技术和无线通信等技术的快速发展孕育了无线传感器网络。无线传感器网络是由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成,通过无线通信方式形成的一个多跳的自组织的网络系统。传感器网络具有十分广阔的应用前景,可广泛的应用于军事、环境、医疗、家庭和其他商用领域。 无线传感器节点一般是由电池供电的,携带的能量十分有限,并且电池能量的补充十分不容易,因此,如何通过节能机制尽量减少节点的能量消耗、有效延长节点的工作时间和最大化网络的生命周期是传感器网络面临的首要挑战。 论文研究的主要内容及创新之处: (1)本文从节省能量的角度研究无线传感器网络中的差错控制问题,提出了一种BCH/CRC混合编码的差错控制算法。该方法结合了BCH、CRC两种编码的优点。在信息传输无误码的情况下,只调用CRC校验,避免了复杂的BCH译码,节省了传感器节点的处理模块能量消耗;在信道出现误码的情况下,使用BCH译码纠正错码,避免信息的重传,节省了传感器节点的通信模块能量消耗。BCH/CRC混合码的差错控制方法在误码率较小或较大的信道中,均能有效节省传感器节点的能量,总体节能性能优于自动重发方法和前向纠错方法,因此非常适合应用于能量有限且误码率时变的无线传感器网络中。 (2)DRNG算法是针对无线传感器网络中节点发射功率不一致问题提出的拓扑解决方案,是同类算法中的典型算法。该算法在保证网络双向连通的同时,能有效减少网络的能量消耗。但当节点天线为全向天线时,使用DRNG算法形成网络拓扑存在复杂度过大问题。本文对DRNG算法进行了改进。DRNG改进算法在保证原算法网络优化性能的基础上,减少了需要判断为邻居节点的可达邻居节点个数,缩小了判定邻居节点时搜索中间节点的范围,因而提高了DRNG算法的执行效率,节省了节点的计算能量消耗。