1、節(jié)點能量有限已成為制約無線傳感器網絡性能的主要瓶頸,在保障信息傳輸質量的前提下,如何充分利用有限的網絡資源、減少網絡節(jié)點能耗、延長網絡生命周期等已成為無線傳感器網絡研究工作中的重點問題。網絡編碼通過對數(shù)據編碼后再轉發(fā)的方式,能夠有效提升數(shù)據投遞率、網絡吞吐量及網絡能量效率。壓縮感知將信號投影到稀疏域,通過部分數(shù)據能夠以較高概率恢復出原始信息的近似值,從而減少了網絡中傳輸?shù)臄?shù)據量,節(jié)約了網絡資源。本文的研究工作以降低網絡能耗為目標,從減少

2、冗余傳輸數(shù)據量出發(fā),結合網絡編碼和壓縮感知,對無線傳感器網絡中傳感器節(jié)點的節(jié)能方式進行深入了研究,主要的工作和創(chuàng)新點如下:
　　1、提出一種基于隨機網絡編碼的無線傳感器網絡多路徑節(jié)能算法(RNC-ESMP)。該算法首先綜合考慮網絡節(jié)點剩余能量和節(jié)點間通信能耗的路徑選擇概率,引入條件傳輸價值比;接著構建從信宿節(jié)點到信源節(jié)點的反饋機制;最后提出中繼節(jié)點編碼選擇方案。實驗結果表明,該算法有效減少了傳輸時延和編碼節(jié)點數(shù),從而實現(xiàn)節(jié)能,而對

3、比其他多路徑和網絡編碼算法,RNC-ESMP能有效降低網絡平均能耗約15％-50%,減少數(shù)據傳輸時延約12%-33%,從而提高了網絡性能。
　　2、提出一種結合隨機網絡編碼和占空比的無線傳感器網絡節(jié)能算法(NCDES)。該算法提出首先根據接收數(shù)據的ID信息決定節(jié)點處于工作或睡眠狀態(tài),以避免數(shù)據重復接收;并通過結合隨機網絡編碼,增加在相同傳輸次數(shù)下傳輸?shù)臄?shù)據信息量,從而實現(xiàn)節(jié)約網絡能耗。并且,本文通過理論計算分析了NCDES算法所構

4、建傳輸模式下的網絡能耗最大值,并驗證了多跳網絡能耗的最優(yōu)解。實驗結果表明,對比其他聯(lián)合隨機占空比網絡編碼算法和改進型自適應網絡編碼算法,NCDES能分別延長網絡生命周期4.02%和8.51%,并分別提升包投遞率14.83%和4.65%,從而有效提升數(shù)據包投遞率和網絡能量效率。
　　3、提出一種融合壓縮感知和網絡編碼的無線傳感器網絡節(jié)能算法(CS-NCES)。該算法首先運用無線傳感器網絡數(shù)據的時間和空間相關性以及隨機網絡編碼矩陣和壓

5、縮感知測量矩陣的相似性,在信源節(jié)點對數(shù)據進行編碼,并應用有限域壓縮感知對數(shù)據進行壓縮,將壓縮與編碼融為一體,以實現(xiàn)數(shù)據的編碼-壓縮-再編碼,從而使得中繼節(jié)點傳輸數(shù)據量少于原數(shù)據量,隨之降低網絡能耗,而信宿節(jié)點通過譯碼-重構-再譯碼的方式來提升數(shù)據傳遞率。并且,本文通過對壓縮感知和網絡編碼分別作用于實數(shù)域和有限域進行研究分析,構造了改進型多項式確定性矩陣,并對其可行性進行了驗證。實驗結果表明,CS-NCES對比其他網絡編碼算法,能有效降低