無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)訪問(wèn)控制協(xié)議研究.pdf

1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由部署在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的大量節(jié)點(diǎn)通過(guò)自組織和協(xié)調(diào)而形成的多跳網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，節(jié)點(diǎn)間通過(guò)相互協(xié)作來(lái)完成網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控任務(wù)。在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，介質(zhì)訪問(wèn)控制協(xié)議(Medium Access Control：MAC)主要負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)競(jìng)爭(zhēng)，為節(jié)點(diǎn)分配共享的無(wú)線信道資源。如何調(diào)度節(jié)點(diǎn)使用信道對(duì)傳感器網(wǎng)絡(luò)至關(guān)重要。
　　 首先分析了現(xiàn)有MAC協(xié)議的工作機(jī)制，然后結(jié)合目標(biāo)跟蹤應(yīng)用對(duì)目標(biāo)重建誤差、延遲、能耗等的需求，針對(duì)傳感網(wǎng)絡(luò)時(shí)空相關(guān)性的特點(diǎn)

2、而提出了一種能夠在事件域內(nèi)合理的調(diào)度節(jié)點(diǎn)上報(bào)的MAC協(xié)議—GB-Sift(Gradient Based Sift)協(xié)議。該協(xié)議是對(duì)Sift協(xié)議的一種改進(jìn)，采用一種新的信道競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制來(lái)為節(jié)點(diǎn)分配信道資源。GB-Sift協(xié)議的核心思想是：使用節(jié)點(diǎn)采集信號(hào)強(qiáng)度信息劃分梯度，依據(jù)梯度將事件域內(nèi)節(jié)點(diǎn)分配到不同時(shí)間空間中去競(jìng)爭(zhēng)信道，進(jìn)而減輕了信道的負(fù)擔(dān)；引入自適應(yīng)的梯度劃分算法使得梯度劃分更加靈活且能很好的適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的變化；采用了梯度跳躍機(jī)制來(lái)

3、減少由于梯度劃分而帶來(lái)的延遲。同時(shí)還設(shè)計(jì)了一個(gè)空間相關(guān)性的控制策略來(lái)減少由于節(jié)點(diǎn)空間相關(guān)性而產(chǎn)生的重建誤差。
　　 最后在NS網(wǎng)絡(luò)仿真平臺(tái)上，實(shí)現(xiàn)了GB-Sift協(xié)議，并使用誤差分析模型分析了GB-Sift協(xié)議對(duì)重建誤差的影響。同時(shí)設(shè)計(jì)了一組實(shí)驗(yàn)分別從上報(bào)節(jié)點(diǎn)分布、重建誤差、延遲以及公平性方面來(lái)分析GB-Sift協(xié)議的性能。研究結(jié)果表明：GB-Sift協(xié)議在重建誤差以及延遲等方面都有出色的表現(xiàn)，同時(shí)能很好適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的變化