自適應異步無線傳感器網(wǎng)絡MAC協(xié)議的研究與實現(xiàn).pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡是當前備受關注的多學科交叉的熱點研究領域，它通過隨機部署的大量傳感器節(jié)點以無線通信的方式自組織組網(wǎng)，完成對各種環(huán)境信息的實時監(jiān)測、感知和采集，在不同領域有著廣泛的應用前景和價值。介質(zhì)訪問控制（MediumAccessControl，MAC）協(xié)議決定著無線信道的使用方式，負責分配通信資源，是決定網(wǎng)絡整體性能的重要基礎協(xié)議之一。同時，MAC協(xié)議直接操作傳感器節(jié)點能耗最大的射頻模塊，因此對無線傳感器網(wǎng)絡MAC協(xié)議展開研究具有重要

2、的現(xiàn)實意義。
　　 本文從無線傳感器網(wǎng)絡在大多數(shù)應用中負載不均衡的特點出發(fā)，以節(jié)省能量消耗為原則，對異步無線傳感器網(wǎng)絡MAC協(xié)議進行改進研究，主要工作集中在以下幾個方面:
　　 1、對現(xiàn)有MAC協(xié)議進行分類總結，并詳細闡述各類協(xié)議中的典型協(xié)議的原理機制和優(yōu)缺點。
　　 2、對幾種典型的節(jié)點異步的MAC協(xié)議在不考慮節(jié)點數(shù)據(jù)沖突的前提下進行建模，根據(jù)統(tǒng)一的參數(shù)來量化分析和比較協(xié)議的性能，包括延時、空閑偵聽能耗和節(jié)點能

3、耗。
　　 3、針對異步MAC協(xié)議中節(jié)點偵聽完數(shù)據(jù)后轉入睡眠在高負載網(wǎng)絡中性能較差，本文對其進行改進研究，該改進協(xié)議的思想是讓節(jié)點接收到數(shù)據(jù)后持續(xù)增加偵聽并根據(jù)網(wǎng)絡負載自適應調(diào)節(jié)偵聽時間。文中給出了能耗模型，推導了最優(yōu)偵聽時間的選擇與網(wǎng)絡負載的關系，并從理論上對節(jié)點的流量模型進行分析與推導。
　　 4、在網(wǎng)絡仿真工具NS2上實現(xiàn)改進后的協(xié)議，并通過建立仿真場景進行網(wǎng)絡模擬實驗，實驗結果表明，改進后的協(xié)議在低負載網(wǎng)絡中與傳