惡劣環(huán)境下無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)問(wèn)題研究.pdf

1、許多新興的傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用都部署在偏遠(yuǎn)的、人類(lèi)無(wú)法靠近的惡劣環(huán)境中。在這類(lèi)場(chǎng)景下，一方面很難長(zhǎng)期近距離地部署大功率的基站；另一方面?zhèn)鞲衅鞴?jié)點(diǎn)包括sink節(jié)點(diǎn)在內(nèi)會(huì)因自身的資源約束和外在環(huán)境的影響而發(fā)生故障。當(dāng)傳感器節(jié)點(diǎn)失效時(shí)，會(huì)造成其存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的丟失，進(jìn)而嚴(yán)重影響到數(shù)據(jù)的可用性。因此，如何設(shè)計(jì)有效的存儲(chǔ)策略以提高感知數(shù)據(jù)的可靠性成為當(dāng)下的一個(gè)研究熱點(diǎn)。
　　本文首先對(duì)節(jié)點(diǎn)自身資源耗盡引起的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)問(wèn)題進(jìn)行研究，針對(duì)目前無(wú)冗余數(shù)據(jù)存儲(chǔ)策

2、略中存在的忽略節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)、能量約束和數(shù)據(jù)檢索成本的問(wèn)題，提出了兩種改進(jìn)的無(wú)冗余數(shù)據(jù)存儲(chǔ)算法以解決帶有優(yōu)先級(jí)的數(shù)據(jù)重分配和檢索問(wèn)題（DRRP）：一種是基于最小費(fèi)用流的集中式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)算法E2DP2，另一種是基于節(jié)點(diǎn)協(xié)作通信的分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)算法D2P2。這兩種算法均在節(jié)點(diǎn)能量、存儲(chǔ)容量受限的條件下最小化了數(shù)據(jù)重分配和檢索的總能耗。
　　對(duì)于外在環(huán)境而引起的不可預(yù)知的節(jié)點(diǎn)失效問(wèn)題，簡(jiǎn)單的無(wú)冗余存儲(chǔ)策略已無(wú)法保證數(shù)據(jù)的可靠性，為此可以引入編碼

3、機(jī)制以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的冗余容錯(cuò)存儲(chǔ)。為了解決基于編碼的數(shù)據(jù)冗余存儲(chǔ)方案中存在的遍歷速度慢、譯碼效率低的問(wèn)題，本文又提出了另外一種在惡劣環(huán)境下適用性更強(qiáng)的基于最小生成樹(shù)的半隨機(jī)化網(wǎng)絡(luò)編碼數(shù)據(jù)冗余存儲(chǔ)算法QRNCDS。QRNCDS采用最小生成樹(shù)遍歷機(jī)制將k個(gè)源數(shù)據(jù)包分散存儲(chǔ)到網(wǎng)絡(luò)的所有節(jié)點(diǎn)上，而每一個(gè)節(jié)點(diǎn)則根據(jù)半隨機(jī)矩陣的理論對(duì)接收到的源數(shù)據(jù)包進(jìn)行編碼，最終只存儲(chǔ)一個(gè)編碼數(shù)據(jù)包。
　　通過(guò)理論分析和實(shí)驗(yàn)仿真，我們證明了所提的三種存儲(chǔ)算法不僅