無線傳感器網(wǎng)絡跨層式通信協(xié)議的研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡，是集成了傳感器技術、微電子技術、網(wǎng)絡通信技術而形成的具有信息獲取和信息處理功能的移動網(wǎng)絡，它是多學科交叉的前沿研究課題，在軍事、工業(yè)、醫(yī)療、交通和民用等諸多方面具有巨大的應用價值。目前，在無線傳感器網(wǎng)絡的許多研究領域已經(jīng)取得了很大的進展。但是在一些關鍵技術上，仍然有很多的問題需要解決，研究這些關鍵技術對無線傳感器網(wǎng)絡的理論和應用有著十分重要的意義。
　　 能量是無線傳感器網(wǎng)絡的生命源泉。但由于無線信道的廣播特性，

2、無線信號的疊加引發(fā)沖突問題，不僅使得節(jié)點無法正常接收發(fā)數(shù)據(jù)，且造成了嚴重的能量浪費問題。媒介訪問控制協(xié)議（MAC）協(xié)議，位于無線協(xié)議棧的底層，它是無線信道的直接控制單位，決定著無線信道的使用方式，有效協(xié)調多個節(jié)點共享信道資源，避免沖突的發(fā)生。MAC協(xié)議在提高節(jié)點能量有效性上占有舉足輕重的地位。
　　 本文在研究國內外MAC協(xié)議已有成果的基礎上，針對無線傳感器網(wǎng)絡中的“熱點”問題（the Hot Spots Problem），從新

3、興協(xié)議設計方法的角度出發(fā)，一方面，重點研究了跨出優(yōu)化設計方法。另一方面，以此為基礎，建立了一種減輕“熱點”問題的跨層優(yōu)化協(xié)議模型，并提出了一種新的跨層式通信協(xié)議CTMAC，其思想是將能耗均衡機制與跨層設計方法相結合，通過共享層間信息，建立一種能耗均衡的樹結構能量感知路由算法，以均衡網(wǎng)絡能耗，降低節(jié)點成為“熱點”的可能性。MAC層方面將未來請求發(fā)送機制引入SMAC，降低延遲，并通過理論分析驗證了這一改進的有效性。
　　 最后利用N