中高速傳感器網(wǎng)絡(luò)高能效異步競爭型MAC協(xié)議研究與設(shè)計(jì).pdf

1、中高速傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種新型無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，更多注重于對音視頻、靜態(tài)圖像等大信息量媒體信息的采集和處理，在軍事、公共安全、醫(yī)療、工業(yè)、智能家居等領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用前景和研究價值。MAC協(xié)議設(shè)計(jì)是中高速傳感器網(wǎng)絡(luò)研究的重要課題之一，異步競爭型MAC協(xié)議能夠避免網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)同步調(diào)度控制的能耗，具有天然的能量高效性優(yōu)勢，是傳感器網(wǎng)絡(luò)研究的熱點(diǎn)技術(shù)之一。
　　 本文針對“中高速傳感器網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)”項(xiàng)目中，由于網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)海量化、實(shí)時媒體傳輸?shù)染W(wǎng)絡(luò)

2、特性造成的網(wǎng)絡(luò)能耗以及數(shù)據(jù)延時等網(wǎng)絡(luò)共性問題，針對異步競爭型MAC協(xié)議展開研究，具體研究內(nèi)容及創(chuàng)新性成果如下:
　　 (1)針對中高速傳感器網(wǎng)絡(luò)流量巨大，波動劇烈的特點(diǎn)，提出一種基于網(wǎng)絡(luò)流量變化預(yù)測的異步競爭型無線傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議。協(xié)議首先引入了網(wǎng)絡(luò)流量加速度概念，建立網(wǎng)絡(luò)流量預(yù)測機(jī)制，對網(wǎng)絡(luò)流量進(jìn)行智能預(yù)測;然后通過為目標(biāo)節(jié)點(diǎn)增加最短偵聽時間，實(shí)現(xiàn)一次握手，多次通信機(jī)制;最后協(xié)議通過為每個節(jié)點(diǎn)維護(hù)一個固定容量的緩存隊(duì)列，保

3、障協(xié)議的公平性。
　　 (2)針對傳統(tǒng)異步競爭型MAC協(xié)議中，前導(dǎo)載波長時間占用信道造成信道利用率低以及數(shù)據(jù)延遲問題，提出一種優(yōu)化前導(dǎo)偵聽的中高速傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議，協(xié)議首先建立新的消息控制格式，并為每個節(jié)點(diǎn)建立鄰居節(jié)點(diǎn)時刻信息表，然后設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)自學(xué)習(xí)算法，最后引入廣播機(jī)制，實(shí)現(xiàn)發(fā)送源節(jié)點(diǎn)對發(fā)送前導(dǎo)載波偵聽和數(shù)據(jù)包起始時間的估算。
　　 本文針對中高速傳感器網(wǎng)絡(luò)特殊要求，對異步競爭型MAC協(xié)議進(jìn)行研究，提出一種網(wǎng)絡(luò)流量變