基于网络编码的无线传感器网络能量有效多径路由协议

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无线传感器网络是当前一个热门的研究领域,已被广泛应用到各种领域。在无线传感器网络中,传感器节点的主要任务是收集、保存数据,并通过多跳方式将数据传输到汇聚节点。然而传感器节点能量有限和无线链路的不可靠性给数据传输带来巨大的挑战。因此,高效、可靠的路由协议是无线传感器网络中关键技术之一。本文设计了一个基于网络编码与蚁群算法的无线传感器网络多径路由协议(NCA_BMR),提高了网络能量使用效率,均衡了网络能量负载,同时提高了数据传输过程可靠性。首先,建立了不相交多径路由模型与相交多径路由模型,再将网络编码应用到这两种路由模型中,建立了基于网络编码的不相交多径路由和基于网络编码相交多径路由模型,通过对它们的仿真分析计算可以得到:网络编码的使用使数据传输成功率有较大幅度的提升,并且在信道误码率较高的网络环境中冗余度也得到了较好的控制。然后在上述基于网络编码多径路由模型基础上,引入蚁群算法,建立了基于网络编码与蚁群好的算法的多径路由协议,改进了传统的蚁群算法信息素更新方式,在多路径路由寻找时综合考虑到路径上的能量消耗、延迟、拥塞等情况,使得网络能量使用更加有效,负载更加均衡。此外还给出了节点的线性网络编码过程和汇聚节点的解码过程。最后通过在NS2和Matlab仿真对NCA_BMR路由模型进行了仿真,验证了它的能量有效性和数据传输可靠性。
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