CAJ | 학술논문

无线传感器网络的数据链路层和物理层通常采用低功率低数据率的IEEE 802.15.4标准,其节点由能量极为有限的电池供电,且无线链路易丢包,而且在无线传感器网络的一些应用中,需要在给定的时间内将数据汇集到基站,因此,设计一种节能、低时延且可靠的数据收集方案对无线传感器网络的应用极为重要.文中利用Reed-Solomon (RS)编码以提高数据传递可靠性,致力于将能耗、数据收集率、数据收集时延、数据包编码方案整合为一个优化问题;给出了简单RS码字即S-RS码字集合,证明了该码字集合中任何n个码字是线性独立的;详细叙述了基于S-RS码字集合以及段内编码和段间编码的数据收集策略即S-RS数据收集策略的具体步骤;利用概率论推导出了S-RS数据收集策略的总能耗、数据收集率和时延公式,并依此建立了时延和数据收集率约束下的能耗最小化这一优化问题.该优化问题可行解空间很小,可以通过穷举法获得最优解.通过求解该优化问题,节点能够设置最优的数据包编码和重传参数,使得在时延和数据收集率约束下能耗达到最小.数值分析与仿真表明,S-RS数据收集策略能够以较低的能耗达到较高数据收集率和较低时延要求.此外,可以利用导出的总能耗、数据收集率和时延,通过优化S-RS数据收集策略的参数,最大化数据收集率,最小化时延,也可以同时对总能耗、数据收集率和时延中的两者或三者进行优化.
무선전감기망락적수거련로층화물리층통상채용저공솔저수거솔적IEEE 802.15.4표준,기절점유능량겁위유한적전지공전,차무선련로역주포,이차재무선전감기망락적일사응용중,수요재급정적시간내장수거회집도기참,인차,설계일충절능、저시연차가고적수거수집방안대무선전감기망락적응용겁위중요.문중이용Reed-Solomon (RS)편마이제고수거전체가고성,치력우장능모、수거수집솔、수거수집시연、수거포편마방안정합위일개우화문제;급출료간단RS마자즉S-RS마자집합,증명료해마자집합중임하n개마자시선성독립적;상세서술료기우S-RS마자집합이급단내편마화단간편마적수거수집책략즉S-RS수거수집책략적구체보취;이용개솔론추도출료S-RS수거수집책략적총능모、수거수집솔화시연공식,병의차건립료시연화수거수집솔약속하적능모최소화저일우화문제.해우화문제가행해공간흔소,가이통과궁거법획득최우해.통과구해해우화문제,절점능구설치최우적수거포편마화중전삼수,사득재시연화수거수집솔약속하능모체도최소.수치분석여방진표명,S-RS수거수집책략능구이교저적능모체도교고수거수집솔화교저시연요구.차외,가이이용도출적총능모、수거수집솔화시연,통과우화S-RS수거수집책략적삼수,최대화수거수집솔,최소화시연,야가이동시대총능모、수거수집솔화시연중적량자혹삼자진행우화.