無線傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議性能優(yōu)化研究.pdf

1、本文對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)媒體接入控制(Medium Acccess Control，MAC)協(xié)議原理與性能進行研究，并研究了兩種基于IEEE802.15.4標準MAC協(xié)議的自適應(yīng)優(yōu)化算法。
　　 首先，本文論述了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)特點、發(fā)展情況、應(yīng)用領(lǐng)域、體系結(jié)構(gòu)以及關(guān)鍵技術(shù)。
　　 其次，本文指出了傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議設(shè)計的主要目標和難點。詳細介紹了IEEE802.15.4的物理層和MAC層標準，并針對其CSMA/CA機

2、制中參數(shù)固定的缺陷研究了兩種自適應(yīng)的改進機制，即ABE-BEB算法和ABW-BEB算法。
　　 兩種改進算法的基本思想是：根據(jù)傳感器節(jié)點的歷史傳輸狀態(tài)，ABE-BEB算法可以動態(tài)調(diào)整退避指數(shù)的最小值，ABW-BEB算法可以動態(tài)調(diào)整競爭窗口的大小，從而提高傳感器節(jié)點的數(shù)據(jù)傳輸成功率，減少節(jié)點接入時延和分組碰撞帶來的能量損失。節(jié)點對參數(shù)的調(diào)整是基于對歷史數(shù)據(jù)的分析：當(dāng)節(jié)點前一次數(shù)據(jù)傳輸成功，可以將退避指數(shù)最小值和競爭窗口減小，以減少

3、退避周期的選擇范圍和信道監(jiān)測次數(shù)，增大節(jié)點下一次競爭信道的成功率；反之，當(dāng)前一次數(shù)據(jù)傳輸失敗后，可以將退避指數(shù)最小值和競爭窗口增大，進而增大退避周期的隨機選擇范圍與信道監(jiān)測次數(shù)，從而使節(jié)點在下一次傳輸時避免數(shù)據(jù)包再次發(fā)生碰撞?？傊?，兩種算法分別對兩個不同的系統(tǒng)參數(shù)進行動態(tài)調(diào)整，以實時適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的變化。
　　 本文使用網(wǎng)絡(luò)仿真軟件OPNET對上述兩種改進算法的性能進行了仿真驗證。在同樣的輸入業(yè)務(wù)負載條件下，與傳統(tǒng)IEEE802.15