自適應(yīng)異步無線傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是當(dāng)前備受關(guān)注的多學(xué)科交叉的熱點(diǎn)研究領(lǐng)域，它通過隨機(jī)部署的大量傳感器節(jié)點(diǎn)以無線通信的方式自組織組網(wǎng)，完成對(duì)各種環(huán)境信息的實(shí)時(shí)監(jiān)測、感知和采集，在不同領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景和價(jià)值。介質(zhì)訪問控制（MediumAccessControl，MAC）協(xié)議決定著無線信道的使用方式，負(fù)責(zé)分配通信資源，是決定網(wǎng)絡(luò)整體性能的重要基礎(chǔ)協(xié)議之一。同時(shí)，MAC協(xié)議直接操作傳感器節(jié)點(diǎn)能耗最大的射頻模塊，因此對(duì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議展開研究具有重要

2、的現(xiàn)實(shí)意義。
　　 本文從無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在大多數(shù)應(yīng)用中負(fù)載不均衡的特點(diǎn)出發(fā)，以節(jié)省能量消耗為原則，對(duì)異步無線傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議進(jìn)行改進(jìn)研究，主要工作集中在以下幾個(gè)方面:
　　 1、對(duì)現(xiàn)有MAC協(xié)議進(jìn)行分類總結(jié)，并詳細(xì)闡述各類協(xié)議中的典型協(xié)議的原理機(jī)制和優(yōu)缺點(diǎn)。
　　 2、對(duì)幾種典型的節(jié)點(diǎn)異步的MAC協(xié)議在不考慮節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)沖突的前提下進(jìn)行建模，根據(jù)統(tǒng)一的參數(shù)來量化分析和比較協(xié)議的性能，包括延時(shí)、空閑偵聽能耗和節(jié)點(diǎn)能

3、耗。
　　 3、針對(duì)異步MAC協(xié)議中節(jié)點(diǎn)偵聽完數(shù)據(jù)后轉(zhuǎn)入睡眠在高負(fù)載網(wǎng)絡(luò)中性能較差，本文對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)研究，該改進(jìn)協(xié)議的思想是讓節(jié)點(diǎn)接收到數(shù)據(jù)后持續(xù)增加偵聽并根據(jù)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載自適應(yīng)調(diào)節(jié)偵聽時(shí)間。文中給出了能耗模型，推導(dǎo)了最優(yōu)偵聽時(shí)間的選擇與網(wǎng)絡(luò)負(fù)載的關(guān)系，并從理論上對(duì)節(jié)點(diǎn)的流量模型進(jìn)行分析與推導(dǎo)。
　　 4、在網(wǎng)絡(luò)仿真工具NS2上實(shí)現(xiàn)改進(jìn)后的協(xié)議，并通過建立仿真場景進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)模擬實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，改進(jìn)后的協(xié)議在低負(fù)載網(wǎng)絡(luò)中與傳