傳感器網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)驅(qū)動MAC協(xié)議的研究.pdf

1、隨著科技的高速發(fā)展，以及無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在眾多領(lǐng)域的廣泛應用，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)逐漸成為研究熱點。因為傳感器節(jié)點能量受限，而MAC協(xié)議直接關(guān)乎節(jié)點的能量使用效率，所以研究如何在MAC層進行協(xié)議優(yōu)化，從而使得節(jié)點能夠在有限能量下發(fā)揮最大效用具有重要意義。本文將著重研究傳感器網(wǎng)絡(luò)中MAC層相關(guān)機制，包括多控制信道機制、鄰居發(fā)現(xiàn)機制以及數(shù)據(jù)驅(qū)動機制。
　　 本文首先針對傳感器網(wǎng)絡(luò)中隱蔽終端問題以及控制信道瓶頸問題，提出了一種基于多控制信道預

2、約和沖突通知機制的多RadioMAC協(xié)議—AMCB。AMCB使用基于動態(tài)占空比調(diào)節(jié)機制的控制Radio使用方案和敏感的沖突通知機制，在保證能量有效的前提下，通過多控制信道預約機制高效地解決了以上兩個問題。為驗證AMCB中多控制信道預約和動態(tài)占空比睡眠以及沖突通知機制的性能，進行了模擬實驗。實驗結(jié)果表明:AMCB能夠適應數(shù)據(jù)負載的變化，與使用單個控制信道的MAC協(xié)議和AMCB的簡化版本相比，AMCB提升了能量利用率和網(wǎng)絡(luò)吞吐量。
　

3、　 隨后，為了提升鄰居發(fā)現(xiàn)效率，從而降低密集部署傳感器網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)驅(qū)動MAC協(xié)議進行信道預約的時間，提出了一種基于已發(fā)現(xiàn)鄰居信息進行預測的多信道鄰居發(fā)現(xiàn)協(xié)議-MND。MND通過理論分析得出某節(jié)點鄰居們的共同鄰居以很大概率為該節(jié)點的鄰居，從而根據(jù)已發(fā)現(xiàn)鄰居信息計算潛鄰集合，并通過占空比和潛鄰集合分別計算固定喚醒間隔和隨機喚醒時槽，以保證節(jié)點之間能夠盡早互相發(fā)現(xiàn)。MND同時使用隨機多信道選擇機制降低信道沖突，提高鄰居發(fā)現(xiàn)的效率。模擬和真實實

4、驗結(jié)果表明:在能耗相同的情況下，MND具有較高的發(fā)現(xiàn)效率和較低的發(fā)現(xiàn)延遲。
　　 最后，本文提出了一種基于跳頻和控制信道預約聯(lián)合機制的多Radio數(shù)據(jù)驅(qū)動MAC協(xié)議—UMD2-MAC。UMD2-MAC的跳頻機制確保兩個節(jié)點多數(shù)情況下能夠很快跳到相同的信道上，控制信道預約機制保證在跳頻機制無法跳到相同信道時通信延遲也不會很高。同時，UMD2-MAC協(xié)議能夠依據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀況自適應調(diào)整欲使用的信道選擇機制，并且無需使用ACK確認機制便能實