基于圖算法的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC調(diào)度技術(shù)研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的量化采集、融合處理以及無線傳輸，故無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，人們對(duì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究也更加深入。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與多媒體等技術(shù)的結(jié)合，對(duì)其帶寬提出了更為苛刻的要求，因此無線傳感器網(wǎng)絡(luò)帶寬問題成為目前研究的熱點(diǎn)。介質(zhì)訪問控制(Media Access Control，簡(jiǎn)稱MAC)層直接建立在硬件之上，且是其他協(xié)議層的基礎(chǔ)，所以MAC層在很大程度上制約甚至決定著整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的性能，因此，

2、從MAC層著手來研究提高帶寬利用率的方法具有明顯的意義。
　　 按照對(duì)信道訪問方式的不同，首先討論了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議的特點(diǎn)及分類，然后對(duì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議做出總結(jié)與分析，并指出了現(xiàn)有各種協(xié)議的優(yōu)勢(shì)與不足。
　　 其次，在總結(jié)MAC協(xié)議的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出了一種基于圖算法的分布式STDMA-G(Space Time Division Multiple Access-Graph)調(diào)度技術(shù)。該技術(shù)建立在無線干擾模型的

3、主干擾模型上，將網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D轉(zhuǎn)化為圖模型。利用分布式圖算法相關(guān)知識(shí)，節(jié)點(diǎn)通過與其鄰居節(jié)點(diǎn)交換狀態(tài)信息，當(dāng)出現(xiàn)平衡時(shí)利用節(jié)點(diǎn)的度最大原則及r值最大原則，求出圖的極大獨(dú)立集。然后極大獨(dú)立集中的節(jié)點(diǎn)再分布式地對(duì)其鄰居節(jié)點(diǎn)進(jìn)行染色。最后，根據(jù)染色結(jié)果，為每個(gè)節(jié)點(diǎn)分配相應(yīng)的時(shí)槽，從而避免無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸過程中存在的沖撞及阻塞問題，有效提高了網(wǎng)絡(luò)的帶寬利用率。整個(gè)調(diào)度過程分布式實(shí)現(xiàn)，理論分析其時(shí)間復(fù)雜度達(dá)到了理論下界O(log*n)。此外，調(diào)度