無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中基于噴泉碼的分布式存儲策略研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一類典型的分布式存儲系統(tǒng)。它作為一種以數(shù)據(jù)為中心的分布式自組織網(wǎng)絡(luò)，其感知數(shù)據(jù)的存儲和收集是極其重要的。而無線傳感器網(wǎng)絡(luò)往往部署在環(huán)境相對惡劣，條件受限的場景中，節(jié)點(diǎn)面臨著不可預(yù)知的故障或失效，嚴(yán)重影響到網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測數(shù)據(jù)的完整性和可用性。在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，數(shù)據(jù)的存儲方式直接影響著數(shù)據(jù)的持久性。因此，如何保證感知數(shù)據(jù)的可靠性和存儲的有效性是一個(gè)非常值得研究的課題。
　　目前，網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的研究和應(yīng)用越

2、來越受到關(guān)注，它打破了通信網(wǎng)絡(luò)中中間節(jié)點(diǎn)只是簡單復(fù)制轉(zhuǎn)發(fā)的傳統(tǒng)信息處理方式。在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，引入噴泉碼的編碼技術(shù)能夠提高網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的持久性，但是，傳統(tǒng)的分布式編碼策略在解碼的過程中可能出現(xiàn)嚴(yán)重的“陡壁效應(yīng)”，即在沒有收集到足夠多的編碼包時(shí)，只能夠解出少量的源數(shù)據(jù)。而且網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)很容易受到能耗及外界環(huán)境影響，尤其是在災(zāi)難場景下，集中在某區(qū)域的節(jié)點(diǎn)極易出現(xiàn)同時(shí)失效，這種情況嚴(yán)重降低了持久性數(shù)據(jù)的采集性能。
　　本文針對上述無線傳感

3、器網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)存儲的可靠性和收集效率低下的問題，主要做了如下的工作：
　　(1)本文突破無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在行為及數(shù)據(jù)分布上的同化特征，設(shè)計(jì)了一類具有優(yōu)先級的編碼度分布策略，提出了一種具有高效解碼能力的分布式存儲算法PLTCDS。該方案通過簡單的匯聚節(jié)點(diǎn)廣播激發(fā)信號，實(shí)現(xiàn)了一種編碼“度”有序聚集的機(jī)制，盡量使待解數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)度分布呈現(xiàn)由低而高，以滿足解碼需求。實(shí)驗(yàn)表明，該算法能在不顯著影響數(shù)據(jù)持久性的前提下，很好地克服了“陡壁效應(yīng)”問題，

4、提高了編碼數(shù)據(jù)的收集和解碼效率
　　(2)本文考慮了在編碼存儲過程中避免節(jié)點(diǎn)的空存儲問題，設(shè)計(jì)了一類簡單的存儲計(jì)數(shù)器機(jī)制，能夠保證存儲節(jié)點(diǎn)的有效存儲，從而提高數(shù)據(jù)收集的效率。與原有的方案相比，該機(jī)制能夠充分利用網(wǎng)絡(luò)中存活的節(jié)點(diǎn)存儲數(shù)據(jù)包。
　　(3)針對實(shí)際網(wǎng)絡(luò)場景，本文將PLTCDS算法擴(kuò)展到了邊緣收集的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)場景中，設(shè)計(jì)了一種基于度優(yōu)先分布的數(shù)據(jù)收集算法PLTCDS typeⅡ，該算法以中心節(jié)點(diǎn)廣播激發(fā)的信號，按