论文部分内容阅读
无线传感器网络(Wireless Sensor Network, WSN)是由部署在目的区域内大量的微型传感器节点组成,通过无线通信的方式形成的多跳的自组织的网络系统。近年来,随着无线传感器网络的飞速发展,无线传感器网络大量应用于天气、军事、交通等领域,而因其节点使用环境不同和通信模式不同导致的不同路由机制已逐渐成为目前的研究热点之一。本文首先分析了以数据为中心的(如DD, SPIN等)、分层次的(如LEACH等)、基于位置的(如GEAR等)和提供数据流和服务质量保障的无线传感器网络路由协议的特点,详细描述了基于位置的无线传感器网络路由协议GEAR的运行原理、建立、报文转发的方式,并分析了GEAR路由协议的优点及其可待改进之处,指出了加入网络编码可以改进GEAR路由协议。随机网络编码采用分布式算法,不需要节点知道网络全局拓扑信息,所需编码向量从一个有限域中随机产生,能够适应网络节点的动态变更,这些特点都决定了网络编码非常适用于无线传感器网络。基于上述工作,本文将随机网络编码应用于GEAR路由协议,首次提出了基于网络编码的GEAR路由协议NC-GEAR (Network Coding-GEAR),详细描述了NC-GEAR协议的流程。然后在linux操作系统中,利用国际权威网络环境仿真平台NS2,对NC-GEAR和GEAR进行了仿真。仿真结果显示,相较于原GEAR路由协议,NC-GEAR能够减少大量的节点转发次数,降低了网络带宽的占用,减少了节点能量的消耗,提高了路由协议的性能。本文创新点如下：(1)分析了GEAR路由协议,找出了GEAR协议可以改进的地方。(2)针对GEAR路由协议的不足之处,采用加入网络编码机制对其进行改进,提出了基于网络编码的GEAR路由协议NC-GEAR。(3)在Linux操作系统下,利用网络仿真软件NS2对NC-GEAR和GEAR进行了网络仿真实验。根据不同网络环境的仿真实验,其结果表明,NC-GEAR路由协议能够有效地提高网络性能,且比GEAR更加减少节点能量消耗。