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无线多跳网络在现代通信技术研究领域中日益受到研究者的重视。但要想取得进一步发展,仍有许多技术难题需要攻克,特别是由于其独特的网络架构而带来的数据传输相关问题。 本文选择了两个典型的无线多跳网络——无线传感器网络和延迟容忍网络中的数据传输问题开展研究。这两个典型网络分别代表了静态和动态无线多跳网络,且其数据传输机制及需求均不一致,有必要单独研究。具体地,由于网络资源的受限性,无线传感网中数据传输(主要应用为数据采集)的最重要考量是能效;而延迟容忍网络中,由于节点高速移动以及传输带宽受限,数据传输延迟是最主要的考量。本文的另一个驱动力在于近年来涌现出了一些革命性的理论/技术框架,如压缩感知、网络编码。这些革命性技术的出现为解决无线多跳网络数据传输面临的技术难题提供了前所未有的新思路,其中被认为非常有应用潜力且受到广泛关注的两个研究点便是基于压缩感知的无线传感网数据采集和基于网络编码的延迟容忍网络数据传输。 上述两个问题已经受到学界的重视,但仍有一些技术难点导致其仍然停留在理论研究阶段,本文的目的在于解决或者缓解这些技术难题,继续推进这些技术走向实际应用。全文的主要贡献在于以下几个方面: 其一,无线传感器网络中,本文提出了一种基于树型变换的压缩感知式数据汇聚技术。首先利用树型变换从训练数据中挖掘出节点数据的局部相关特性,并得到一个正交变换矩阵。一方面,由于传感数据中存在的时间相关性,该变换矩阵被用来对训练数据之后一段时间内的传感数据进行稀疏化;另一方面,利用挖掘到的局部相关特性得到初始分簇结构,同时为了保证各分簇内传输的高效性,利用节点位置信息对分簇方式进行优化。该新方案同时利用了传感数据的空时相关性并将新型分簇式路由引入。仿真实验证明了该方案的有效性及优越性。 其二,延迟容忍网络中,本文从理论上对基于网络编码的传染式路由数据传输延迟进行建模及估计。具体地,本文利用概率论的知识将数据传输过程建模成一个染色过程并推导了目标节点接收到n个编码数据块所需时间的累积概率密度分布。相较于前人基于常微分方程的分析方法,本文提出的方法拥有更好的估计精度。此外,本文还指出前人在延迟性能建模工作中普遍采用的一个假设是不准确的。该假设认为任意一个携带编码数据包的节点都能以接近于1的概率向其他节点传输一个与其他节点所携带编码数据包相独立的数据包。通过数值实验,说明了采用该假设会极大地低估真实的数据传输延迟。进而,本文提出了引入一个额外的经验公式来补偿该假设所引起的估计偏差。 其三,延迟容忍网络中,由于基于网络编码的传染式路由中采用Intra-sessionnetwork coding方案,来自不同数据文件的数据会竞争传输机会,进而恶化数据传输延迟。为了解决这一问题,本文一方面提出了基于反馈的恢复协议来加快对网络内无用数据的删除,以减少这些数据竞争传输机会的可能性。另一方面提出了一种称为最少传输优先的竞争避免机制,来决定在一个传输机会出现时节点发送属于哪一个数据文件的数据包才能最有利于网络内平均传输延迟的减少,同时推导了该机制的理论依据。仿真实验证明了上述方法的有效性及优越性。