您现在的位置是：首页 > 技术资料 > 无线物联网中基于网络编码的能量受限数据传输机制

推荐星级：

无线物联网中基于网络编码的能量受限数据传输机制

更新时间：2019-12-10 12:37:19 大小：685K 上传用户：xiaohei1810 查看TA发布的资源 标签：物联网 下载积分：1分评价赚积分（如何评价?）打赏收藏评论(0) 举报

资料介绍

本文针对无线物联网能量有限的应用场景,提出一种基于网络编码的能量受限数据传输机制NCDT.NCDT引入传染病路由的思想,对网络编码数据包的传输方式进行建模.通过限制编码数据包在网络中的复制次数,以及参与数据包交换的移动终端数量,控制网络的整体能量消耗.NCDT机制在限制网络编码资源消耗的同时,保证了在传输过程中取得较高的传输可靠性.

部分文件列表

文件名	大小
无线物联网中基于网络编码的能量受限数据传输机制.pdf	685K

立即下载

【关注视频号领20积分】【关注公众号立即送20积分】

部分页面预览

（完整内容请下载后查看）

第l期

2013年1月

Vd．41№．1

J锄．2013

电

子

学

ACrAⅡ正C1RONICA SINICA

报

无线物联网中基于网络编码的能量受限数据传输机制

黄辰1，李可维2，张伟1，潘永才1，黄本雄3，戴彬3

(1．湖北大学物理学与电子技术学院，湖北武汉430062；

2．武汉第二船舶设计研究所，湖北武汉430064；

3．华中科技大学电信系，湖北武汉43∞74)

摘要：本文针对无线物联网能量有限的应用场景，提出一种基于网络编码的能量受限数据传输机制NC【yI．．

NcDT引入传染病路由的思想，对网络编码数据包的传输方式进行建模．通过限制编码数据包在网络中的复制次数，以

及参与数据包交换的移动终端数量，控制网络的整体能量消耗．NcDT机制在限制网络编码资源消耗的同时，保证了在

传输过程中取得较高的传输可靠性．

关键词：

网络编码；物联网；能量

中图分类号：’rP301

文献标识码：

文章编号：

0372．2112(2013)01．014耷04

电子学报Ul也：http：／／www．ejo哪!a1．o唱．cn

DOI：10．3粥9／j．is弧．0372-2112．2013．01．025

T踟SmiSsion

B弱ed

Data

N帅水COCIing

Ene咧CO瞅ra．ned

Mechanism in Wi陀less Intemel of

ThingS

Bin3

删ANG _chenl，u

Weil，PAN

Ke．wei2，zHANG

YoIlg．cail，删ANG Ben．】【ion矿，DAJ

(1．几mb旷P^，s删刹日瞄M拓，肺崩‰ 蚵，‰ ，强加430062，aI妇；

2．‰ 酬脚脑泖蒯胁赫施龇，‰ ，腩430064，‰ ；

3．隗舯咖∞t矿日哦M如删肋钿删溉E画r咖，执mb唔‰ 蚵矿眦∞d乃由蝴，‰ ，胁舸4姗4，吼蛔)

NI丑yris

Al蚓怕d：

pfop∞edirItllis paperfbrlirn．

A鹏two威c她b勰。de嘲c0璐昀曲ed出ta咖n觚ssionm删Snl

de触

ited

scImario iIl疵leSs岫et

oftIliIlgs．NQyr幽use of印ideIllic枷Ilg幻∞憾虮lctmall删cal删t0

e11ergy

c她

coding pac鼢．NQ丌c0鼬oV贫a11∞ergy刚吲}联Id m蝴c0衄晚il】ing血删∞吐Im

们n砌s如n舯∞eSS

and the number

t11at

terIIlillals

packets

exd}larl萨pae觇．wh北collsl蛐懒跏瞅c0心瑚埘∞，唧删岫lligIl仃a璐‘

IIlisSi∞reliabm哆．

Krey、～O—S：

n印^，o出codiI培；洫ter似of tlliI垮；enef留

动轨迹特点，对编码数据包的传输方式进行建模分析·

引言

2相关研究工作

无线物联网扩展了物联网的覆盖广度和宽度，智能

目前无线网络数据传输机制的研究中存在着诸多

理想化的假设条件．文献[1]假设信源拥有网络连接状

态的先验知识，文献[2]则假定节点移动的历史数据可

以用于预测消息发送成功概率．’I’舯等人【3]在多个单播

会话之间执行异或网络编码．文献[4]只缓存单播会话

队列的头队列．

移动终端是无线物联网的重要组成部分．移动终端进行

复杂运算的前提是有足够的能量保障，如何在降低网络

整体能量消耗的前提下，保证无线物联网通信的效率和

可靠性，成为无线物联网领域的重要研究课题．

本文提出了一种基于网络编码的能量受限数据传

Based

congtrained Da-

Energy

输机制NcdT(Networl【coding

1<atti等人提出了经典的c0PE协议uJ，将网络编码

理论用于单播，动态以及突发的数据流场景．sengIlpta等

人[6]提出将编码感知和信道干扰感知相结合．C}Iaporlm

1h璐111ission)．该机制在能量受限的无线物联网环境

中，参照经典的传染病模型，将编码数据包在无线物联

网中的传输视作传染病毒的感染和扩散，结合终端的运

收稿日期：2011．12—20；修回日期：2012一08—02

基金项目：国家自然科学基金(№．60啪5)；教育部新世纪人才基金(No．Nc肼联∞642)；湖北省软科学研究专项项目(No．20llDm014)；湖北大

学自然科学基金

万方数据

145

第

1期

黄辰：无线物联网中基于网络编码的能量受限数据传输机制

一

等人[71提出了一种用于COPE协议的优化调度机制．IJe

等人[8]提出将路由发现和编码机会探测相结合的思

路，搜索可能的高吞吐率路径．址reza等人[93分析了网

络编码在吞吐率和能耗这两个方面的性能上界．

。d

、、．．．，

：萼∥羔*2一罟

—

一

茁

1●J

A一4

1●●、r●J

+庶川譬一R)2

3受限数据传输模型

：萼『螋+2士]2

3．1传染病模型

综上，无线物联网中任意两个按照RWP模型运动

的移动终端的相遇时间期望E珏WP为

目前已有研究将数据包在网络中的随机转发过程

类比为传染病的传播[10J．在基于网络编码的数据传输

过程中，可以将节点的状态分为感染、健康和隔离三种

类型．文献[11]用受感染节点数目表示网络所处状态，

状态转移服从随机逗留时间的半马尔科夫链模型．

NC坍机制采用了一个连续时间模型，去近似Yo∞等

人[12]提出的离散马尔科夫模型，推导出基于时间变化

的网络性能的闭合表达式．在一般的传染病模型的基

础上，Nc叩机制将受限感染策略和网络编码结合在一

起，限制信源生成的编码数据包被移动终端编码的次

数，达到降低编码数据包的交换次数，最终减少网络能

量开销的目的．

巩WP=盎(，· +2艄k+亍)

(2)网络流量控制

一个原始编码数据包(病毒)的比例远远超过了其

它原始编码数据包，就会影响解码能力，因此需要对其

增长速度进行限制．

设M(￡)为t时刻，网络中原始编码索引Ⅲ为i的

受感染的移动终端数目．随着节点数Ⅳ的增长，M(￡)

收敛为常微分方程式(2)的解．Si(f)为时刻￡针对；的

流量控制策略的量化值．口为丢包率．

3．2流量控制策略

(1)移动终端的相遇时间期望

鼽：咖)．(～+"|s如)· 掣· 产(2)

在无线物联网的建模中，移动终端遵循随机路点

移动模型RwP(Randomwa)rpoint)．相遇时间期望影响到

受感染节点数量．将无线物联网中按照R船模型运动

的移动终端在位置(珥，，，)上的稳态密度函数记作厂(茗，

y)．定义线段(b，y，)，移动终端A和曰位于该线段上，

ys与y，分别是该线段的起点和终点，一个随机运动周

其中y(R)=盎(，l+2，2)2

设原始编码数据包i从生成，到感染到健康的信宿

所需的时间长度为乃，则处于健康状态的信宿节点在

任意时间段&内遇到且仅遇到一个编码数据包i的移

动终端的概率如式(3)所示

期就是从坛运动到％的时间．设传输范围为尺，所有

随机运动周期的集合为s={(蚝，y，)}，碰到日的运动

周期的集合为S懈={(ys，K)：|j％一‰ II 兄j．

一个运动周期内移动终端运动轨迹的长度为L，￡

的均值记为Z．设所有穿过日的线段的集合为％=

{(ys，K)：I【b—K II=o}，得11％{I一2只

· I『％||，根据八菇，y)的定义，可得“茗，)，)=I『％||／

P(f<乃<f+△￡)

(3)

=P(死>△￡)· I二二号 · ￡马御· d￡

-P(酗△c)．

r掣』V．￡‰ 咄

=[1一P(t)]· El生 · 巩WP· dtl

：m肌)】．E[掣．‰ 咄】

因此P(f)收敛于常微分方程式(4)的解

(4)

争 =【1-肌)】．E‰ · 掣

俨Z，则lI％Ii—V(戈，，，)尺俨Z．节点停留时间在[o，

k]内均匀分布，均值为r。，运动周期的时间均值是

(3)能量限制下的流量控制策略

设Ⅳ(f)为网络在时刻p的病毒总量，在不采用流

r．运动周期时间长度的期望为r蜘+丁，可以得到

量控制策略的情况下(．si(￡)=1)，￡=0时刻，网络中已

经存在G个原始编码数据包，从而有

』『南训，，一一

式(1)存在积分不收敛的问题，即是在网络边缘

(1)

编肿=土—而而一。(‰ +r)

Ⅳ(t)=G+ M(￡)

4|，

．厂(聋，y)—叼，可以通过修改边界的方式求取近似值[1

假设网络允许分配给每个单播会话的能量有限，

在该能量限制下，允许向网络中复制的病毒最大数量

为M(几>G)．结合式(3)和式(4)，得方程组(5)，可以

解得达到M所需的时间为瓦．

边界修改为[一~／矿／2+尺，√y／2一R]，可得

俨

．

JJ而斋机d)，2专(厶+2厶)2

万方数据

全部评论(0)

暂无评论

评论赚积分>>

上传资源上传优质资源有赏金

最新上传

打赏
30日榜单

21ic小能手打赏10.00元 3天前

资料：基于STM32的音乐播放器电路+PCB源文件+源码等
21ic小能手打赏10.00元 3天前

资料：USART文本数据包——TEXT数据包模式 keil平台原创教程
21ic小能手打赏10.00元 3天前

资料：USART收发数据包 HEX数据包模式 keil教程开发原创详细
21ic下载打赏310.00元 3天前

用户：小猫做电路
21ic下载打赏310.00元 3天前

用户：gsy幸运
21ic下载打赏310.00元 3天前

用户：liqiang9090
21ic下载打赏310.00元 3天前

用户：zhengdai
21ic下载打赏160.00元 3天前

用户：w1966891335
21ic下载打赏160.00元 3天前

用户：w178191520
21ic下载打赏160.00元 3天前

用户：kk1957135547
21ic下载打赏40.00元 3天前

用户：WK520077778
21ic下载打赏40.00元 3天前

用户：sun2152
21ic下载打赏30.00元 3天前

用户：xuzhen1
21ic下载打赏50.00元 3天前

用户：铁蛋锅
21ic下载打赏30.00元 3天前

用户：xzxbybd
21ic下载打赏40.00元 3天前

用户：z00
21ic下载打赏40.00元 3天前

用户：forgot
21ic下载打赏40.00元 3天前

用户：happypcb
21ic下载打赏20.00元 3天前

用户：zhaoqshan
21ic下载打赏5.00元 3天前

用户：17724187683
21ic下载打赏5.00元 3天前

用户：zmm1818

21ic小能手打赏15.00元 3天前

资料：16通道相控阵TR组件原理图与PCB(原创)
21ic小能手打赏5.00元 3天前

资料：基于FPGA的交通灯设计课程设计
21ic小能手打赏5.00元 3天前

资料：UC3843 12V 2.5A原理图和变压器制作方案设计
chenruiji 打赏1.00元 3天前

资料：血糖仪原理图
21ic小能手打赏5.00元 3天前

资料：基于51单片机的酒精检测设计方案源码
21ic小能手打赏5.00元 3天前

资料：基于STM32出租车计价器实验例程
21ic小能手打赏5.00元 3天前

资料：基于FreeRTOS的语音桌宠实验例程
21ic小能手打赏10.00元 3天前

资料：基于stm32和esp32的共享充电宝项目
21ic小能手打赏5.00元 3天前

资料：基于ROS2和STM32的摘桃机器人
21ic小能手打赏10.00元 3天前

资料：一辆控制系统稳定的无人驾驶汽车
21ic小能手打赏5.00元 3天前

资料：基于STM32F103与FreeRTOS系统开发的航模遥控辅助控制器
21ic小能手打赏5.00元 3天前

资料：基于STM32H745的网络天气数码相框
21ic小能手打赏5.00元 3天前

资料：测试智能语音控制模块
21ic小能手打赏5.00元 3天前

资料：STM32通过串口实现ESP8266模块连接
21ic小能手打赏5.00元 3天前

资料：单片机开发教程资料合集内容
21ic小能手打赏10.00元 3天前

资料：氮化镓65W快充最新方案资料包
21ic小能手打赏10.00元 3天前

资料：200W开关电源高P半桥全套方案资料
cai0603 打赏3.00元 3天前

用户：CJQ_ENJOY
21ic小能手打赏5.00元 3天前

资料：基于STM32f103c8t6的can回环测试

无线物联网中基于网络编码的能量受限数据传输机制

资料介绍

部分文件列表

部分页面预览

相关下载

全部评论(0)

热门标签

最新上传

热门下载

推荐下载

专栏首页