基于網(wǎng)絡(luò)編碼的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中流量分配方案研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)因其巨大的應(yīng)用前景越來越受到學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的廣泛關(guān)注。目前，在面向大數(shù)據(jù)量傳輸?shù)谋O(jiān)測應(yīng)用中，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測系統(tǒng)面臨著吞吐量受限等瓶頸問題。本文針對這一實際應(yīng)用問題采用無線網(wǎng)絡(luò)編碼解決鏈路瓶頸問題。由于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)自身的廣播特性，網(wǎng)絡(luò)編碼在無線網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用可以帶來吞吐量提升等性能增益。
　　本文首先介紹了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)編碼以及博弈論的理論基礎(chǔ)，分析了國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀。針對網(wǎng)絡(luò)編碼應(yīng)用于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的實際問

2、題，考慮將N個源的K個數(shù)據(jù)發(fā)送到D個不同目的節(jié)點的問題。在網(wǎng)絡(luò)中使用同一路徑的相反方向的數(shù)據(jù)流可以利用網(wǎng)絡(luò)編碼減少傳輸次數(shù)，稱這樣的路徑為網(wǎng)絡(luò)編碼鏈接。另一方面組播鏈接可以同時向多個節(jié)點傳輸數(shù)據(jù)進而提高傳輸效率。但當(dāng)共享同一鏈接的數(shù)據(jù)流流量相差很多時，可能會增加網(wǎng)絡(luò)代價，同時鏈接間也存在著競爭關(guān)系。如何利用網(wǎng)絡(luò)編碼鏈接以及組播鏈接提升系統(tǒng)傳輸性能面臨著挑戰(zhàn)。
　　傳統(tǒng)的路由協(xié)議往往只采用最優(yōu)化路徑及能耗最低的最優(yōu)化思想，并由于其“

3、存儲-轉(zhuǎn)發(fā)”傳輸模式的局限性并不能很好的利用網(wǎng)絡(luò)編碼使網(wǎng)絡(luò)達到最優(yōu)狀態(tài)。本文考慮基于流策略的路由方案，引入網(wǎng)絡(luò)編碼增益和代價，詳細(xì)研究用戶之間的競爭與合作行為。利用潛在博弈研究基于網(wǎng)絡(luò)編碼的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)流量分配，解決網(wǎng)絡(luò)中存在的鏈接競爭問題。本文建立了基于博弈的流量分配模型并提出了一種動態(tài)控制方案，源節(jié)點可以在自身可用路徑上分配流量并根據(jù)效用函數(shù)調(diào)整路徑流量分配，以增加網(wǎng)絡(luò)編碼機會，提高系統(tǒng)吞吐量，降低網(wǎng)絡(luò)能耗。通過求解潛在博弈勢函數(shù)