煤矿物联网中自适应FEC的丢包恢复研究

朱晓娟，孙克雷

（安徽理工大学 计算机科学与工程学院，安徽 淮南232001）

0 引 言

物联网的可靠性是决定物联网技术能不能实用、敢不敢实用的关键问题。无线传感器网络节点间的无线通信容易受到链路失效、环境影响等因素导致较高的丢包率，从而影响数据传输的可靠性。

为了提高数据传输的可靠性，目前主要有3种方法，分别是自动重传技术 （automatic repeat request，ARQ）、前向纠错技术 （forward error correction，FEC）和多径路由技术 （multipath routing）。煤矿物联网技术主要用于对井下环境参数及生产过程的监控，井下巷道多长达几公里甚至几十公里，巷道内的网络拓扑主要采用链状或带状结构。在该种拓扑结构下不便采用多径路由技术，因此本文只对前两种方法进行研究。自动重传的方法简单，但是当信道环境较差时大量重传数据会增加传输时延，影响整个网络的实时性，因此研究者多采用ARQ/FEC二者混合的方式进行差错控制［1－5］。

文献 ［1－2］中的前向纠错技术 （FEC）使用固定的码率，该方法不能适应动态变化的网络状况。当信道质量较好时，固定的冗余数量可能过多，造成带宽的浪费；当信道质量较差时，固定的冗余数量可能又会因为较低的的纠错能力导致数据传输的可靠性下降。文献 ［3］提出自适应FEC调整策略 （AFECCC），基于收到的ACK包动态调整冗余数量。文献 ［4］提出一种用于多跳无线传感器网络数据传输的数据链路层自适应混合FEC/ARQ控制策略，该策略利用Kalman滤波器预测当前的网络状态，根据混合FEC/ARQ能耗规律和特点，自适应地调整FEC参数n。……