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无线传感器网络作为能量受限的网络,其能量十分有限,为了有效节省能量延长网络的使用寿命,在网络设计时就必须考虑降低能量消耗的方法和措施。根据已有的研究结果表明,无线传输部分在无线传感器网络的能量消耗中所占的比例最大,因此,降低无线传输部分的能量消耗对于降低整个网络的功耗至关重要。
网络编码作为最近提出的新兴理论,具有重要的理论价值和广阔的应用前景,由于网络编码的优势,使得网络编码应用在无线传输时,可以明显的降低数据包的传输次数,有效的提高无线传输的效率,因此,网络编码应用在能量受限的无线传感器网络中时,可以有效的降低无线传输时的能量消耗,本文研究的目的就是运用网络编码技术,降低无线传感器网络中无线传输部分的能量消耗,针对这个研究课题,本文做了以下工作:
首先,在无线传感器网络有睡眠调度机制的情况下,提出了一种基于异或网络编码的低功耗重传策略,该方法根据节点在不同时刻的休眠状况,将当前时刻醒着的节点丢失的数据包通过异或编码组合进行重传,从而可以实现用一次数据包的传输达到多个接收节点同时恢复出各自丢失数据包的目的。通过数学分析和仿真验证,也证明了该方法能够有效的减少数据包的传输次数,从而达到降低功耗的目的。
其次,参照数据包分批重传的思想,提出了一种无线传感器网络中基于丢失数据包分批重传的重传策略,该策略通过设置一定的丢包阀值,当发送节点通过反馈信息发现接收节点丢失数据包的数目达到设定的阀值数目时,开始执行重传操作,将这批丢失的数据包运用随机编码进行编码组合重传。运用这种方法,既可以使更多的数据包参与编码组合,又可以降低接收节点的解码复杂度。通过分析和实验也表明该种方法相比现有的重传方法具有更好的传输性能,能更多的减少数据包的传输次数。