無線傳感器網(wǎng)絡(luò)多信道MAC協(xié)議MCMS的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是計算機科學(xué)領(lǐng)域一個新的研究熱點，它在諸如地理探測、環(huán)境監(jiān)測、國防軍事、精細農(nóng)業(yè)以及運輸業(yè)、工業(yè)、商業(yè)等各個領(lǐng)域的廣闊應(yīng)用前景引起了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的高度重視。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)主要包括MAC協(xié)議、路由協(xié)議、低功耗技術(shù)、數(shù)據(jù)融合、網(wǎng)絡(luò)管理、定位和安全等。其中，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的MAC協(xié)議直接控制物理層并向網(wǎng)絡(luò)層提供服務(wù)，對傳感器網(wǎng)絡(luò)的性能有極大影響，是保證傳感器網(wǎng)絡(luò)高效通信的關(guān)鍵點和難點之一。本文主要針對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的

2、MAC協(xié)議展開了研究。 本文通過深入研究Ad hoc網(wǎng)絡(luò)和傳感器網(wǎng)絡(luò)中各種經(jīng)典的單信道和多信道MAC協(xié)議，總結(jié)出了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的信道特征，并針對此特征設(shè)計了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的一種多信道MAC協(xié)議MCMS(Multi—Channel MAC for Sensor networks)。該協(xié)議通過有效地融合動態(tài)信道分配機制、信道準預(yù)留機制、短幀機制和功率控制機制，在保證一定能量有效性的基礎(chǔ)上，達到了降低網(wǎng)絡(luò)的丟包率、提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量和提

3、升抗干擾性能的目的。 本文首先回顧了傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究背景、傳感器網(wǎng)絡(luò)的特征、應(yīng)用領(lǐng)域、當前國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，隨后，本文研究了傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議的面臨的問題，并深入分析了一些經(jīng)典的無線網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議特點。然后，在繼承和改進多種經(jīng)典協(xié)議的基礎(chǔ)上，本文設(shè)計了針對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的多信道MAC協(xié)議MCMS。最后，本文在SCINs實驗平臺上實現(xiàn)了MCMS協(xié)議，并通過大量實測驗證了MCMS協(xié)議的性能。 分析結(jié)果和實測結(jié)果