無線傳感器網(wǎng)絡MAC協(xié)議的研究與設計.pdf

1、微機電系統(tǒng)(MEMS，Micro-Electro-Mechanism System)、片上系統(tǒng)(SOC，System on Chip)和無線通信技術的進步孕育了無線通信傳感器網(wǎng)絡(WSN，Wireless Sensor Network)。這種網(wǎng)絡系統(tǒng)可被廣泛地應用于國防軍事、環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療衛(wèi)生、交通管理、目標跟蹤、火災預警等領域。WSN 作為一個全新的研究領域，向科技工作者提出了大量的挑戰(zhàn)性研究課題，MAC 協(xié)議便是其中的一個技術難點，

2、也是關鍵點之一。 無線傳感器網(wǎng)絡要求的能量高效，低延時，使得 MAC 協(xié)議的設計充滿挑戰(zhàn)。近來已經(jīng)提出了很多基于簇的 MAC 協(xié)議，為減少沖突在簇內(nèi)部采用 TDMA 方式來協(xié)調(diào)簇內(nèi)各個節(jié)點的傳輸。本文提出了一種在采用簇結(jié)構(gòu)的基礎上，使用預約方式來發(fā)送數(shù)據(jù)的 R-MAC (Reservation-MAC) 協(xié)議。當爭用節(jié)點少的時候，采用隨機爭用方式來預約數(shù)據(jù)的發(fā)送；在爭用節(jié)點多的時候，采用時隙爭用方式來預約數(shù)據(jù)的發(fā)送。分析和試驗表

3、明，R-MAC 能夠有效的降低能耗和減少延遲。 本論文的研究工作是圍繞著無線傳感器網(wǎng)絡的 MAC 協(xié)議這一底層基礎結(jié)構(gòu)展開的，主要完成的工作包括： 1．從能量消耗、可擴展性和網(wǎng)絡效率三方面出發(fā)，論述無線傳感器網(wǎng)絡的MAC協(xié)議中面臨的主要問題和造成能量消耗的主要原因； 2．總結(jié)、比較了現(xiàn)有無線傳感器網(wǎng)絡的MAC協(xié)議； 3．基于簇的 MAC 協(xié)議的分析； 4．在基于簇的在采用簇結(jié)構(gòu)的的基礎上，使用預約