無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)跨層式通信協(xié)議的研究.pdf

1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，是集成了傳感器技術(shù)、微電子技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)而形成的具有信息獲取和信息處理功能的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，它是多學(xué)科交叉的前沿研究課題，在軍事、工業(yè)、醫(yī)療、交通和民用等諸多方面具有巨大的應(yīng)用價(jià)值。目前，在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的許多研究領(lǐng)域已經(jīng)取得了很大的進(jìn)展。但是在一些關(guān)鍵技術(shù)上，仍然有很多的問(wèn)題需要解決，研究這些關(guān)鍵技術(shù)對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的理論和應(yīng)用有著十分重要的意義。
　　 能量是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的生命源泉。但由于無(wú)線信道的廣播特性，

2、無(wú)線信號(hào)的疊加引發(fā)沖突問(wèn)題，不僅使得節(jié)點(diǎn)無(wú)法正常接收發(fā)數(shù)據(jù)，且造成了嚴(yán)重的能量浪費(fèi)問(wèn)題。媒介訪問(wèn)控制協(xié)議（MAC）協(xié)議，位于無(wú)線協(xié)議棧的底層，它是無(wú)線信道的直接控制單位，決定著無(wú)線信道的使用方式，有效協(xié)調(diào)多個(gè)節(jié)點(diǎn)共享信道資源，避免沖突的發(fā)生。MAC協(xié)議在提高節(jié)點(diǎn)能量有效性上占有舉足輕重的地位。
　　 本文在研究國(guó)內(nèi)外MAC協(xié)議已有成果的基礎(chǔ)上，針對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的“熱點(diǎn)”問(wèn)題（the Hot Spots Problem），從新

3、興協(xié)議設(shè)計(jì)方法的角度出發(fā)，一方面，重點(diǎn)研究了跨出優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。另一方面，以此為基礎(chǔ)，建立了一種減輕“熱點(diǎn)”問(wèn)題的跨層優(yōu)化協(xié)議模型，并提出了一種新的跨層式通信協(xié)議CTMAC，其思想是將能耗均衡機(jī)制與跨層設(shè)計(jì)方法相結(jié)合，通過(guò)共享層間信息，建立一種能耗均衡的樹(shù)結(jié)構(gòu)能量感知路由算法，以均衡網(wǎng)絡(luò)能耗，降低節(jié)點(diǎn)成為“熱點(diǎn)”的可能性。MAC層方面將未來(lái)請(qǐng)求發(fā)送機(jī)制引入SMAC，降低延遲，并通過(guò)理論分析驗(yàn)證了這一改進(jìn)的有效性。
　　 最后利用N