無線傳感器網(wǎng)絡(luò)功率控制與流量自適應(yīng)MAC協(xié)議的研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是近年來網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的一個(gè)研究熱點(diǎn)。傳感器節(jié)點(diǎn)集成了微傳感器、微控制器和無線通訊模塊，具有體積小、功耗低和能在惡劣環(huán)境下工作的優(yōu)勢。大量的傳感器節(jié)點(diǎn)被布置在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)，能夠協(xié)助的感知、采集和處理覆蓋區(qū)域中的監(jiān)測信息，并將其傳輸給監(jiān)測者，可廣泛的應(yīng)用于軍事、環(huán)境監(jiān)測、健康醫(yī)療等領(lǐng)域。
　　由于傳感器節(jié)點(diǎn)的能量消耗一般通過電池來供給，電池能量非常有限且往往不可更換，如何降低無線傳感器網(wǎng)絡(luò)能量消耗以及延長網(wǎng)絡(luò)生存時(shí)間，是無

2、線傳感器網(wǎng)絡(luò)主要考慮的問題。而媒體介質(zhì)訪問控制(MAC)協(xié)議處于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的底層，對網(wǎng)絡(luò)的能量消耗和傳輸時(shí)延等性能有重要的影響。因此本文從MAC協(xié)議出發(fā)，通過研究無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中一些經(jīng)典的MAC協(xié)議，找到優(yōu)化MAC協(xié)議的方法來提高網(wǎng)絡(luò)的性能。
　　本文主要是針對SMAC協(xié)議的不足做了以下改進(jìn):首先，SMAC沒有根據(jù)節(jié)點(diǎn)的具體位置而選擇不同的發(fā)射功率，所有節(jié)點(diǎn)采用相同的發(fā)送功率發(fā)送數(shù)據(jù)，造成了能量的大量浪費(fèi)。本文提出的PCT

3、A-MAC協(xié)議采用了功率控制思想，根據(jù)節(jié)點(diǎn)到所有鄰居節(jié)點(diǎn)的最優(yōu)發(fā)射功率，選取最大值作為自己的發(fā)射功率，能提高能量利用率。其次，SMAC協(xié)議采用固定競爭窗口的退避機(jī)制和固定占空比的偵聽睡眠機(jī)制，不適合網(wǎng)絡(luò)流量的動(dòng)態(tài)變化。協(xié)議提出了一種新的退避機(jī)制，可根據(jù)節(jié)點(diǎn)競爭信道的失敗次數(shù)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)競爭窗口的大小，同時(shí)對退避時(shí)間進(jìn)行合理處理，可以有效減少節(jié)點(diǎn)碰撞的概率和空閑偵聽的時(shí)間，達(dá)到節(jié)能的目的。協(xié)議設(shè)計(jì)了一種可根據(jù)緩存隊(duì)列的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)來動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)占空比