無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )中計算機網(wǎng)絡(luò )編碼技術(shù)的應用分析論文
[摘要]近年來(lái)伴隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，無(wú)線(xiàn)傳感器的應用頻率迅速增加，在一定程度上加快了我國國民經(jīng)濟的發(fā)展速度，但是與此同時(shí)，我們要認識到無(wú)線(xiàn)傳感器應用過(guò)程中存在的不足，通過(guò)加快計算機編碼技術(shù)應用的方式，整體提高無(wú)線(xiàn)傳感器的應用水平與效果，更好地為社會(huì )發(fā)展所服務(wù)。筆者根據個(gè)人多年來(lái)相關(guān)行業(yè)的實(shí)際工作經(jīng)驗，先對無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )以及網(wǎng)絡(luò )編碼的研究現狀進(jìn)行簡(jiǎn)要論述，繼而詳述無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )中計算機網(wǎng)絡(luò )編碼技術(shù)的應用，希望能夠有效提高無(wú)線(xiàn)傳感器的功能及可靠性。
[關(guān)鍵詞]無(wú)線(xiàn)傳感器；計算機網(wǎng)絡(luò )編碼；現狀；應用
中圖分類(lèi)號：TU323文獻標識碼：A文章編號：1009-914X（2017）45-0015-01
前言
現階段，雖然無(wú)線(xiàn)傳感器的應用頻率非常高，但是我們也深受其可靠性差等問(wèn)題的困擾，面對這一問(wèn)題，科研人員開(kāi)發(fā)了網(wǎng)絡(luò )編碼技術(shù)，能夠在降低網(wǎng)絡(luò )能量消耗的同時(shí)，提高網(wǎng)絡(luò )吞度量，并增強網(wǎng)絡(luò )安全性，因此在一定程度上推動(dòng)了無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)剛落的進(jìn)一步發(fā)展。為了讓該技術(shù)充分發(fā)揮作用，我們應加快推進(jìn)編碼技術(shù)的發(fā)展，下面我們進(jìn)行詳細論述。
一、無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )及網(wǎng)絡(luò )編碼的發(fā)展現狀
無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )從上個(gè)世紀九十年代末期開(kāi)始研發(fā)，起初由于人們投入不足的原因，并未取得顯著(zhù)的成果，直至21世紀，人們對無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )予以更多重視，加快了無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò )的研究、應用進(jìn)度。在實(shí)際的應用過(guò)程中，無(wú)線(xiàn)傳感器具有靈活性強、成本低等優(yōu)勢，在城市交通管理、國防科技、智能家居以及倉儲管理等方面獲得了廣泛的應用，并且取得了顯著(zhù)的效果，例如我國建軍90周年閱兵儀式上，大量先進(jìn)技術(shù)裝備的投產(chǎn)、應用就有無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )的功勞。通信技術(shù)的快速發(fā)展，帶動(dòng)了網(wǎng)絡(luò )編碼技術(shù)的日益成熟，在為有效應用網(wǎng)絡(luò )編碼技術(shù)前，我們都是通過(guò)一條通信鏈路來(lái)實(shí)現計算機網(wǎng)絡(luò )中的通信，而在應用了網(wǎng)絡(luò )編碼技術(shù)后，我們就可以在信息的傳輸過(guò)程中根據自身需求進(jìn)行處理，繼而實(shí)現網(wǎng)絡(luò )吞吐量的大幅度提高。從理論上講，通過(guò)應用網(wǎng)絡(luò )編碼技術(shù)能夠在網(wǎng)絡(luò )吞吐過(guò)程中將將硬件設施的全部潛力發(fā)揮出來(lái)，此外網(wǎng)絡(luò )編碼技術(shù)的應用還能夠改善信息傳輸過(guò)程中的負載平衡、減少信息傳輸延時(shí)，而且無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )的廣播特性使得網(wǎng)絡(luò )中同一節點(diǎn)匯聚的數據總量大幅度提高，給無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )提供了更多的編碼機會(huì )。
二、無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )中計算機網(wǎng)絡(luò )編碼技術(shù)的應用
1.節點(diǎn)協(xié)同通信技術(shù)
在無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )中協(xié)同通信技術(shù)的重要性毋庸置疑，而且在操作過(guò)程中節點(diǎn)協(xié)同通信技術(shù)能夠利用多個(gè)單天線(xiàn)點(diǎn)構成虛擬多天線(xiàn)陣列，能夠極大幫助分集增益。由于該技術(shù)結合了中繼通信以及MIMO系統，因此該技術(shù)在協(xié)同傳輸中的性能更加優(yōu)越。在無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )中，由于存在點(diǎn)電路能耗以及傳輸能耗，因此按照協(xié)同MIMO理論，在一定距離后，會(huì )產(chǎn)生比直接傳輸更好地性能，但是會(huì )造成頻譜效率下降，通過(guò)引入網(wǎng)絡(luò )編碼技術(shù)能夠有效提高網(wǎng)絡(luò )頻譜效率及網(wǎng)絡(luò )吞吐量。
2.單向協(xié)同網(wǎng)絡(luò )編碼技術(shù)
如果節點(diǎn)無(wú)法正確譯碼其中任意一個(gè)源節點(diǎn)信息，則表明系統程序已經(jīng)存在中斷問(wèn)題，如果系統使用了單向協(xié)統計數，則可以獲得與未使用網(wǎng)絡(luò )編碼技術(shù)相同的分集度，但是考慮到兩個(gè)節點(diǎn)到目的節點(diǎn)的傳輸，我們需要每個(gè)節點(diǎn)都結合對應的中斷節點(diǎn)來(lái)確定協(xié)同節點(diǎn)，從而協(xié)助每個(gè)節點(diǎn)到個(gè)目的地的節點(diǎn)。我們能夠發(fā)現，在使用自己適應的譯碼進(jìn)行轉發(fā)時(shí)，如果協(xié)同點(diǎn)對其中一個(gè)節點(diǎn)譯碼不正確還能夠通過(guò)轉發(fā)另一個(gè)節點(diǎn)的信息，并不會(huì )造成頻譜資源的嚴重浪費。
3.雙向協(xié)同網(wǎng)絡(luò )編碼技術(shù)
在兩個(gè)節點(diǎn)之間交換各自信息之后，就會(huì )有多個(gè)中繼節點(diǎn)應用在協(xié)同中繼上，網(wǎng)絡(luò )編碼進(jìn)行信息傳輸時(shí)大多可以分為兩個(gè)階段，第一個(gè)階段兩個(gè)節點(diǎn)會(huì )將各自信息傳遞到中繼節點(diǎn)上，第二個(gè)階段時(shí)，中繼節點(diǎn)會(huì )以協(xié)同的方式講這些信息進(jìn)行轉發(fā)，空時(shí)組分碼具有較強的操作性能，因此在無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )中廣泛應用，甚至部分企業(yè)已經(jīng)將其納入到移動(dòng)通信標準中。這種操作不僅簡(jiǎn)單而且作用性能強，隨著(zhù)技術(shù)的不斷發(fā)展，該技術(shù)的未來(lái)發(fā)展前景異常廣闊。
4.節點(diǎn)之間的信息交換技術(shù)
在無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )運行過(guò)程中，會(huì )有很多源之間的節點(diǎn)信息交換，例如在常見(jiàn)的分布式計算情況下，無(wú)論是擁塞控制的交換還是同步信息的交換都會(huì )要求信息節點(diǎn)將信息從無(wú)線(xiàn)中廣播到網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)中，這也被稱(chēng)作閑聊機制。這其中最為重要的就是多源節點(diǎn)信息交換技術(shù)，此外，該技術(shù)還能夠在位置感知以及個(gè)別節點(diǎn)的信息交換上發(fā)揮重要作用。如果不使用網(wǎng)絡(luò )編碼技術(shù)，多源節點(diǎn)信息交換的過(guò)程就會(huì )變得異常復雜，而且大量的事實(shí)證明其還會(huì )消耗大量的時(shí)間，至少是使用無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )編碼技術(shù)的2倍以上，而在使用網(wǎng)絡(luò )編碼技術(shù)后，網(wǎng)絡(luò )吞吐量至少增加50%，明顯天提升了效率，因此對于無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )來(lái)說(shuō)，編碼技術(shù)異常重要。
5.分布式數據存儲分析
Internet中的數據流向與WSN中的數據流向截然相反，而且在Internet網(wǎng)絡(luò )中絕大多數都是從終端網(wǎng)絡(luò )上獲取信息，而在WSN中的方法卻不盡相同，WSN中的終端設備想網(wǎng)絡(luò )提供有效信息，但是卻存在一定的問(wèn)題。特別是這些終端設備中大多使用微型化的傳感器節點(diǎn)，因此容量有限，特別是野生動(dòng)物跟蹤、自然災害管理、建筑監測、軍事管理方面的應用過(guò)程中，會(huì )以數據為中心對數據存儲性能提出更高的要求，通過(guò)網(wǎng)絡(luò )編碼技術(shù)的使用，能夠為分布式數據存儲帶來(lái)新的發(fā)展契機，其未來(lái)必定會(huì )在性能方面有飛躍式的進(jìn)步。
三、計算機網(wǎng)絡(luò )編碼技術(shù)對無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )的積極影響
現階段我們衡量移動(dòng)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )傳輸效率主要有兩個(gè)標準，一個(gè)是單位時(shí)間內傳輸過(guò)程中的通過(guò)量，另一個(gè)是信息、數據傳輸過(guò)程中的能量利用率�，F階段，各國科研人員都已經(jīng)將信息傳輸方向的研究重點(diǎn)放在提高網(wǎng)絡(luò )吞吐量以及能量利用率的提升上面，從這些研究?jì)热菸覀儼l(fā)現網(wǎng)絡(luò )編碼技術(shù)的重要性，其對無(wú)線(xiàn)傳感器也產(chǎn)生了積極地影響，主要反映在下列三個(gè)方面，分別是：
1.增加網(wǎng)絡(luò )吞吐量
通過(guò)網(wǎng)絡(luò )編碼技術(shù)能夠充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò )硬件設施的性能，而且網(wǎng)絡(luò )編碼技術(shù)還能夠充分發(fā)揮傳感器網(wǎng)絡(luò )中數據的傳輸功能，進(jìn)而實(shí)現網(wǎng)絡(luò )吞吐量的提升。
2.提高傳輸安全性與可靠性
通過(guò)網(wǎng)絡(luò )編碼技術(shù)的使用，能夠在信息、數據的傳輸過(guò)程中最大化的弱化、降低失效節點(diǎn)對信息傳送能力的影響，繼而實(shí)現無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )魯棒性以及容錯性的提高，而且由于數據都經(jīng)過(guò)了編碼，因此有效避免不法分子的竊取與監聽(tīng)，而且由于編碼技術(shù)是將原始數據包進(jìn)行線(xiàn)性組合，因此還避免了給網(wǎng)絡(luò )增加負擔，提高了整個(gè)網(wǎng)絡(luò )的私密性和安全性。
3.增加數據聚合效率
無(wú)線(xiàn)傳感器中含有大量的節點(diǎn)，因此在數據匯總過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生巨大的數據流，因此說(shuō)恰當的匯總方式對網(wǎng)絡(luò )運行效率有著(zhù)重要意義。在采用網(wǎng)絡(luò )編碼技術(shù)后，普通節點(diǎn)不再需要進(jìn)行解碼，而sink節點(diǎn)還能夠以較高的概率進(jìn)行數據包重組，因此說(shuō)網(wǎng)絡(luò )編碼技術(shù)能夠能夠大幅度提高聚合效率。
四、結論
綜上所述，當前社會(huì )電子科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我們急需打破傳統網(wǎng)絡(luò )的局限，進(jìn)一步提升無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )的性能與優(yōu)勢，而通過(guò)網(wǎng)絡(luò )編碼技術(shù)的使用，進(jìn)一步加速在數據傳輸、存儲方面的發(fā)展，繼而實(shí)現信息社會(huì )的健康發(fā)展。
【無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )中計算機網(wǎng)絡(luò )編碼技術(shù)的應用分析論文】相關(guān)文章：
計算機網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的發(fā)展與應用論文08-26
[經(jīng)典]計算機網(wǎng)絡(luò )應用論文10-09
商務(wù)英語(yǔ)教學(xué)中計算機網(wǎng)絡(luò )利弊分析論文11-22
計算機網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的論文06-07
[精選]計算機網(wǎng)絡(luò )及應用論文15篇05-18