16、无线传感器网络中纠删码实现可靠通信的技术解析

无线传感器网络中纠删码实现可靠通信的技术解析

1. 路由算法及可靠性实现

在无线传感器网络中，每个节点都能知晓到其下一个邻居节点和信标的距离。当数据包需要路由到目的地时，会先基于距离度量 $\delta(P(p), P(q)) = \sum_{i=1}^{r}|B_{ip} - B_{iq}|$ 删除最接近汇聚节点或目标节点的最小成本路径。为避免路径故障，该算法采用回退方法确保数据包向目的地移动，通过系统的Reed - Solomon编码和信标向量路由协议实现可靠性。不过，此方法未分析路径的动态故障以及该方法对此类故障的适应性。

2. 容错传感器网络中的最优Reed - Solomon纠删码

Ali等人提出了用于容错传感器网络的最优Reed - Solomon纠删码方案，采用端到端传输与纠删码技术实现数据可靠性。网络中的间歇节点仅作为中继节点，系统使用代理汇聚节点（prongs）通过不同路径从传感器节点收集消息，假设多个代理prongs通过可靠且带宽充足的路径连接到中央汇聚节点。
- 数据编码与分配 ：源节点生成的 $k$ 个数据包会添加 $r$ 个冗余数据包进行编码，使得 $n = k + r$。每秒生成的数据包会分配到 $N$ 条并行路径上，每条路径 $i$ 分配 $d_i$ 个片段，满足 $\sum_{i=1}^{N}d_i = d_T \cdot 1 = n = k + r$，分配向量表示为 $d = [d_1, d_2, \ldots, d_N]$。
- 数据包接收概率 ：目标节点或prongs会收集网络中的数据包，并尝试从 $N$ 条路径传输的 $n$ 个数据包中接收到