基于流量自適應(yīng)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議研究.pdf

1、隨著傳感器技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)得到越來越多的關(guān)注。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由部署在工作區(qū)域內(nèi)的大量廉價(jià)的微型傳感器節(jié)點(diǎn)組成,并通過無線方式通信的一個多跳自組織網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在環(huán)境與軍事監(jiān)控,空間探索,地震與氣候預(yù)測,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)療健康監(jiān)護(hù)、建筑與家居、工業(yè)生產(chǎn)控制以及商業(yè)等眾多領(lǐng)域都具有廣泛的應(yīng)用前景。
　　 媒體介質(zhì)訪問控制(MAC)協(xié)議處于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的底層,主要用于在傳感器節(jié)點(diǎn)間公平有效地共享通

2、信媒介,是保證無線傳感器網(wǎng)絡(luò)有效通信的關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)協(xié)議之一。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)采用的MAC協(xié)議對其主要性能如吞吐量、數(shù)據(jù)傳輸延遲、能耗等有至關(guān)重要的影響。
　　 針對不同方面的傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用,目前研究人員提出了許多MAC協(xié)議,主要有基于競爭和基于調(diào)度兩種方式,它們各自有不同的優(yōu)缺點(diǎn)?；诟偁幍膮f(xié)議在低數(shù)據(jù)流量下表現(xiàn)出很好的性能,而基于調(diào)度的MAC協(xié)議在高數(shù)據(jù)流量下性能優(yōu)秀;前者具有很好的靈活性及可擴(kuò)展性,但是會產(chǎn)生沖突,造成能量的浪費(fèi),

3、而后者可以很好的地避免沖突,但是可擴(kuò)展性較差。
　　 本文在對現(xiàn)有MAC協(xié)議進(jìn)行深入研究的基礎(chǔ)上提出一種新的混合型MAC協(xié)議,有效的結(jié)合了基于競爭和基于調(diào)度的MAC協(xié)議的優(yōu)點(diǎn),并實(shí)現(xiàn)了兩種工作模式的平滑過渡,減少了模式的轉(zhuǎn)換帶來的能量消耗。提出一種空閑幀的有效利用方式,較好地解決TDMA協(xié)議在網(wǎng)絡(luò)流量較小時信道資源浪費(fèi)的問題。新協(xié)議引入了跨層的設(shè)計(jì)思想,能夠根據(jù)流量變化自適應(yīng)地調(diào)整工作方式,在不同的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載下都能達(dá)到良好的性能。