无线传感器网络中不定帧长LT码系统研究

针对传统LT码编码效率不高、时延长且译码率低等问题,设计一种应用于无线传感器网络(WSN)的不定帧长LT码系统,对原始数据进行拆分编译码,从而满足WSN节点跟踪与数据传输要求的准确性、高效性以及不等差错保护。实验结果证明,该系统能提升WSN的编码率和译码率,提高数据中心的数据恢复率,增强LT码在实际系统应用中的可行性。     

基于LT喷泉码的WSNs抗WLAN干扰的实验研究

针对无线传感器网络(WSNs)通信能力有限,易受到与其共享信道的无线局域网(WiFi)干扰的问题,提出一种采用纠删码——LT喷泉码编码来保证可靠传输的方法。该方法可以充分利用喷泉码的无码率特性,即发送端源源不断地发送经过LT码编码的编码包,接收端只要接收到足够数量的编码包,就能够成功恢复原始数据包。在CC2430为核心的平台上设计并实现了基于LT喷泉码的可靠传输协议,并在WLAN干扰情况下对其进行了性能测试。实验结果表明:基于LT喷泉码的可靠传输协议对WLAN的抗干扰效果显著。     

WSNs中高效且适应性强的安全数据融合*

针对无线传感器网络中传感节点能量的有限性和无线链路的时变性,设计了一种高能效的、适应性强的安全数据融合算法EASDA。该算法在融合过程中基于非物理意义的模式码将传感器节点分成冗余集,在数据传输过程中利用数字喷泉码进行编码。仿真结果显示,该算法有效地减少了冗余数据的传输,使网络中能耗更加均衡,并且适应于任何删除信道。     

数字喷泉码及网络喷泉码的最新进展

数字喷泉码和网络编码都是提高网络传输效率的有效技术方法,两者的有机结合形成的网络喷泉码具有重要的理论意义和应用价值。本文首先对数字喷泉码的最新研究进展进行了综述,分别介绍了几类常见的数字喷泉码的相关研究工作;其次对当前网络喷泉码的研究现状进行了系统的总结,重点介绍了同构网络喷泉码、异构网络喷泉码和无线网络喷泉码的相关理论及其最新研究成果,并分析了研究中存在的问题;最后对网络喷泉码的相关理论及其应用的发展趋势进行了分析和展望。     

基于极限条件的VFLLT码系统设计与性能研究

针对LT(Luby Transform)码的编码效率不高、时延长且译码概率低等弊端,将数学极限分析方法引入到LT码的度数分布中,提出了一种不定帧长LT码VFLLT(variable frame length LT)编译码系统方案,其核心思想是将原始数据进行适当的帧长设计,通过不定帧长的方法对原始数据进行拆分编译码。在理论推导过程中,详细分析了该不定帧长LT码设计方法的编译码复杂度和平均度数。理论分析和仿真结果表明:与传统LT码相比,不定帧长LT码能够有效地提高编码效率和译码概率,降低其编译码运算量和度数分布值,增强了LT码在实际系统应用时的可行性。     

基于LT码数据分发协议性能分析

无线传感网络节点数目庞大,能量消耗大,传感器节点的计算和存储能力有限,网络丢包率较为严重。为了设计节能可靠的网络协议,降低节点的能耗,在TinyOS网络平台上设计实现了基于LT码的数据分发协议,在仿真环境TOSSIM上进行了性能分析,仿真结果表明,基于LT码的数据分发协议,更好的展示了LT码的无比率特性,提高了网络数据传输的可靠性,降低的网络负载。     

基于网络编码的输电线路WSN传输协议

根据输电线路监测对无线传感器网络实时性和可靠性要求高的特点,设计了一种基于网络编码的WSN传输协议。该协议充分利用信道广播特性和节点间的协作通信,结合了机会路由和网络编码各自优势,将网络编码经典蝶形结构应用到输电线路WSN长链拓扑结构中,在节点数据包具体接收状态不确定的情况下,采取主动网络保护机制,选择线性编码包作为冗余包进行传输,直到节点解码出源包。性能分析与仿真实验表明,该传输协议提高了数据传输可靠性和系统吞吐量,缩短了网络传输时延,提升了无线传感器网络的性能。     

一种基于喷泉码的异构网络发包算法

针对ISM无线频段(如2.4GHz)异常拥堵,利用传统发送发方式造成丢包率大,吞吐量小的问题,论文提出了一种基于喷泉编码的异构网络中的发包算法.首先在异构网络(WiFi to ZigBee)的发送端采取对丢包不敏感的喷泉编码方式,通过在WiFi端模拟ZigBee的信号调制,将发送端按照LT码的编码规则输出长度为L的符号...     

一种基于短LT码的级联编译码算法

针对实时无线通信对短纠删码的需求,提出一种短码长LT码与传统纠错码的级联方案。在综合考虑算法复杂度与纠错性能的情况下,选取RS码和卷积码的级联(RS-CC码)以构造等效删除信道,并采用实时性高的短LT码实现纠删功能。文中设计了一种适合短LT码的译码算法,同时给出了编码度分布的选取方法。仿真结果表明,与已有短喷泉码相比,文中短LT码成功译码时所需编码冗余更少,应用到级联方案后的数据传输可靠性明显提高。     

基于改进喷泉码的高可用性数据冗余方案

分析线性喷泉码、改进的LT码和Raptor码,研究预编码技术,阐述基于RS码的改进型Raptor码技术。该技术能克服LT码解码代价不固定的缺点,具有解码率高、抗删除能力强等优点,适合处理数据网络传输的安全问题和数据的高可用性问题。仿真结果表明,改进型Raptor码较LT码在相同编码冗余度下提高了可译码概率,在一定可译码概率下降低了编码冗余度要求。     

基于数字喷泉码的视频监控系统研究

传统的视频监控系统在纠错性能方面存在着诸多不足,当信道丢包率较大时进行可靠的视频传输显得较为困难。为此,结合RTP传输的优势,设计了一种使用数字喷泉码进行丢包恢复的视频监控系统。首先研究实用的数字喷泉码——LT码,比较了不同度分布算法下LT码的译码性能。根据视频传输系统的应用需求,选择鲁棒孤子度分布算法,研究短码长条件下影响LT码译码性能的主要因素。     

WSN中基于网络编码缓冲策略的丢包恢复

为了减少无线传感器网络(WSN)用于恢复丢失数据包的重传次数,降低重传导致的能量开销,提出了WSN多播应用中一种利用网络节点的缓冲区存储和重传网络编码包进行丢包恢复的机制;分析了该机制和基于传统缓冲策略的跳到跳自动重传请求(ARQ)机制中,WSN进行丢包恢复所需的重传次数,给出了相应的数学模型,并进行了实验比较。实验结果表明,提出的丢包恢复机制,能够显著减少重传次数,从而减少无线传感器网络中重传引起的能量损耗。     

传感器网络中基于LT码的提高数据持续性方案

在环境恶劣且无固定Sink的无线传感器网络,节点为了避免意外死亡而丢失数据,需要能量有效地将数据分发到其他一部分节点上存储,以等待移动Sink进行采集.提出了一种新的基于Luby变换码(Luby transform codes)、简称LT码的数据持续性提高方案(LT-codes based scheme for improving data persistence,LTSIDP),其中LT码是一类纠删码.LTSIDP将数据的存储过程分为2个步骤:第1步,节点根据一段时间内接收数据包的情况估计网络中数据包的数量和节点的总数,进而计算出基于LT码存储数据所需要的参数;第2步,节点再根据获得的参数对接收到的数据进行存储.每一轮LTSIDP执行结束后,移动Sink可以在一定时间段内的任意时刻和任意地点进入网络,访问少量仍然存活的节点就能获得所有源数据.理论分析和实验表明,LTSIDP不仅能获得比已有算法更高的数据持续性,而且能量更有效.     

基于USB的WSN测试与分析系统

实时监控无线传感器网络（WSN）从单个节点到整个网络的运行状态,是进行无线传感器各类研究及应用开发的关键技术之一,为了克服基于UART的数据传输所存在的速率瓶颈问题,设计了一种基于USB的WSN监测系统,主要包括侦听节点和监测分析系统两部分。侦听节点采用CC2531 USB Dongle,以被动侦听的方式获取无线传感器网络的数据包（符合IEEE802.15.4标准）,封装后通过USB接口上传至上位机监测分析系统。上位机监测系统,通过USB接口读取数据帧、完成帧信息存储、解析。实验结果表明该设计能够实现数据传输并以图形方式动态显示网络运行状态。本监测系统的设计为开展WSN的各类理论及实验研究提供了有力的分析工具。     

LT码的性能分析与研究

LT码（Luby Transform Codes）属于数字喷泉码,是一类新型前向纠错编码算法,适用于基于包通信的删除信道环境。本文概述了LT码的编译码原理及实现方法,对LT码的理想孤子度分布算法和鲁棒孤子度分布算法进行了仿真验证,分析了LT码在包删除信道下的性能,讨论了实际应用中的参数优化规则,研究结果对提高实时纠删应用的性能具有重要的实用价值。     

霍夫曼算法在降低WSN系统功耗中的应用研究

主要介绍了霍夫曼编码在无线传感器网络通讯中的应用研究,通过霍夫曼压缩算法对无线传感器网络（WSN）中的传输数据进行压缩,减少网络数据传输量,降低系统工作能耗。本文通过在TPMS系统实验证明,在无线传感器网络中应用霍夫曼压缩算法可以明显降低传输数据量,从而有效延长无线传感器模块的工作寿命。     

基于一维Markov映射的LT编解码研究

为解决数字喷泉码编码分组中度和邻接关系间的传输与恢复问题,提出一种基于一维Markov映射(ODMM)的LT编解码算法。根据ODMM的相空间分布特性,通过映射方程产生均匀分布的伪随机序列,实现对编码分组的度和邻接数据的选取,用混沌方程初值作为公钥,实现喷泉码的度与邻接关系的低开销传输与恢复。仿真结果表明,该算法结构简单,能降低传输消耗,提高译码成功率。     

基于数字喷泉码相关链提取的水声传感器网络HARQ协议

由于水声信道具有高噪声、高误比特率的特点,水声传感器网络链路可靠性非常差,很容易出现信息的丢失情况。为此,文章提出了一种基于喷泉码相关链提取的HARQ协议以解决水下不可靠传输问题的方法。协议通过在接收端提取译码状况的相关链信息并反馈,使得发送端能够根据反馈信息提供更有效的重传编码,从而降低了传输冗余,提高了端到端吞吐量。在此基础上,借助OPNET网络仿真平台对提出的协议进行仿真分析,论证了提出协议同现有的UW-HARQ协议相比,能够实现更好的吞吐量与传输冗余性能。     

基于混沌系统和喷泉码的 DNA 加密编码方法

在这个海量数据时代,DNA 是一种很好的新信息存储媒介。与传统的物理存储介质相比,它具有能耗低、存储密度高、存储寿命长等固有的优点。随着 DNA 存储技术的快速发展,如何保障新技术下的信息安全至关重要。为此,该文结合加密领域研究和 DNA 编码领域研究,提出了一种基于混沌系统和喷泉码的 DNA 加密编码方法,利用混沌系统加密原理,在 DNA 喷泉码编码过程中进行加密,在保留 DNA 喷泉码特性的同时,保障了编码信息的安全性。该方法可用于任意类型数据,可实现高信息密度和任意约束条件的 DNA 编码。同时,通过仿真实验证明,该方法可以有效抵抗多种密码学攻击,并对 DNA 存储过程产生的数据错误有一定纠错能力。     

基于数据流和网络编码的无线传感器网络数据聚合算法

为了减少分簇的无线传感器网络(WSN)中数据包传输的数量,并使传感器网络的能量效率最大化,提出了一种节能的自适应数据聚合算法.在该算法中,源节点凭借其存储和计算能力,利用数据流技术减少数据包的传输量;当数据从源节点传输到簇头时,簇头根据控制信息选择一组节点作为编码节点,当数据相关性低于某阈值时,该组节点对数据包进行网络编码,若数据相关性高于某阈值,该组节点则会成为聚合节点进行数据聚合,网络编码和数据聚合可以减少簇头冗余流量,提高能量效率.实验结果显示,使用该算法后,数据包交付率有所提高,能量消耗显著减少.