吉林大学学报(工学版) ›› 2011, Vol. 41 ›› Issue (03): 822-827.

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基于网络编码的无线传感器网络生存时间最大化

司菁菁1,庄伯金2,蔡安妮2   

  1. 1.燕山大学 信息工程学院,河北 秦皇岛 066004;2.北京邮电大学 信息与通信工程学院,北京 100876
  • 收稿日期:2009-07-16 出版日期:2011-05-01 发布日期:2011-05-01
  • 通讯作者: 司菁菁(1980-),女,博士,讲师.研究方向:多媒体通信,网络编码. E-mail:sjj@ysu.edu.cn
  • 作者简介:司菁菁(1980-),女,博士,讲师.研究方向:多媒体通信,网络编码.E-mail:sjj@ysu.edu.cn
  • 基金资助:

    国家自然科学基金重点项目(60832001);河北省科学研究与发展计划项目(072135169);秦皇岛市科学技术研究与发展计划项目(201001A052).

Network coding based lifetime maximization in wireless sensor network

SI Jing-jing1,ZHUANG Bo-jin2,CAI An-ni2   

  1. 1.School of Information Engineering,Yanshan University,Qinhuangdao 066004,China;2.School of Information Engineering,Beijing University of Posts and Telecommunications,Beijing 100876,China
  • Received:2009-07-16 Online:2011-05-01 Published:2011-05-01

摘要:

结合网络编码理论,研究了无线传感器网络生存时间的最大化问题。首先,基于物理层广播特性提出了一种新的超图模型,用以描述无线传感器网络中基于网络编码的信息传输;并在此模型基础上,提出了一种基于超弧的网络能耗线性测量模型,将无线传感器网络生存时间的最大化问题描述成为多约束条件下的网络流量优化分配问题。实验结果表明:本文提出的优化问题更符合无线传感器网络中信息传输的本质特征,能够为基于无线广播的网络编码实现合理的资源分配。此外,在无线传感器网络中应用网络编码确实可以提高整个网络的生存时间。

关键词: 通信技术, 网络编码, 无线传感器网络, 生存时间, 能量消耗

Abstract:

Lifetime is a critical parameter in wireless sensor network. The lifetime maximization in wireless sensor network is investigated with the assistance of network coding. A new hypergraph model for the network is proposed, which is used to exploit the broadcast property of radio transmission instead of hiding it under an artificial pointto-point abstraction. To facilitate the measurement of energy consumption, a hyperarc-based linear pricing model is also proposed for broadcasting links. Besides the energy consumed in transmission, energy consumed for reception is discussed. The optimization problem is described by mathematical formulations. Simulation results show that the proposed pricing model is more precise than the point-to-point model, thus the optimal resource allocation solved by the proposed optimization method can achieve longer lifetime. Moreover, network coding does have the ability to prolong the lifetime of the wireless sensor network.

Key words: communication technology, network coding, wireless sensor network, lifetime, energy consumption

中图分类号: 

  • TN919
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