一種無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)能效優(yōu)化的MAC協(xié)議研究.pdf

1、隨著無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在各個(gè)領(lǐng)域的快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，當(dāng)前大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議已不能滿足很多領(lǐng)域?qū)?jié)點(diǎn)低能耗及低延時(shí)的要求。因此如何提高傳感器節(jié)點(diǎn)能效，成為當(dāng)前迫切需要解決的問(wèn)題。而作為無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中對(duì)于節(jié)點(diǎn)能效影響最大的MAC協(xié)議的研究，已經(jīng)成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。
　　 本文以經(jīng)典的節(jié)點(diǎn)周期性睡眠偵聽(tīng)理論為基礎(chǔ)，通過(guò)研究現(xiàn)有的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議，并針對(duì)現(xiàn)有協(xié)議存在的不足，以及特定領(lǐng)域如醫(yī)療、軍事、環(huán)境監(jiān)測(cè)、災(zāi)難監(jiān)測(cè)等對(duì)傳感器網(wǎng)絡(luò)更

2、低能耗、更低延時(shí)的要求，提出了一種面向無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)能效優(yōu)化的G-MAC協(xié)議。本文的主要內(nèi)容包括：
　　 (1)針對(duì)當(dāng)前無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)高能效的要求，提出一種異步轉(zhuǎn)發(fā)的G-MAC協(xié)議，降低傳感器節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)延時(shí)，同時(shí)最大限度地減少節(jié)點(diǎn)能耗。協(xié)議首先利用無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)多跳式的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，將數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)路徑以數(shù)據(jù)匯集樹(shù)的形式實(shí)現(xiàn)；然后，在考慮沖突避免的前提下，設(shè)計(jì)并仿真了基于異步轉(zhuǎn)發(fā)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)G-MAC協(xié)議；最后，應(yīng)對(duì)不同的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載

3、情況，計(jì)算傳感器節(jié)點(diǎn)在有限能量下的能效及壽命以衡量協(xié)議的優(yōu)劣性。
　　 (2)針對(duì)周期性睡眠偵聽(tīng)機(jī)制所造成的節(jié)點(diǎn)早睡延時(shí)，改進(jìn)了G-MAC協(xié)議的幀結(jié)構(gòu)，引入自適應(yīng)偵聽(tīng)機(jī)制，即在節(jié)點(diǎn)的每個(gè)活動(dòng)周期傳輸一個(gè)數(shù)據(jù)之后，并不立即轉(zhuǎn)入睡眠狀態(tài)，而是增加一段動(dòng)態(tài)自適應(yīng)偵聽(tīng)，如果在自適應(yīng)偵聽(tīng)時(shí)間內(nèi)檢測(cè)到信道上有新的傳輸，則立刻開(kāi)始傳輸數(shù)據(jù)，否則轉(zhuǎn)入睡眠狀態(tài)，以此避免因早睡問(wèn)題而引起的睡眠延時(shí)。
　　 (3)通過(guò)對(duì)G-MAC協(xié)議進(jìn)行的實(shí)