無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)MAC協(xié)議的研究.pdf

1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)是由部署在檢測(cè)區(qū)域內(nèi)的大量的廉價(jià)微型傳感器節(jié)點(diǎn)組成，通過(guò)無(wú)線通信方式形成的一個(gè)多跳自組織的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，介質(zhì)訪問(wèn)控制(MAC)協(xié)議決定了無(wú)線信道的使用方式，在傳感器節(jié)點(diǎn)之間分配有限的無(wú)線通信資源。針對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議的研究一直是人們普遍關(guān)注的問(wèn)題，具有重要意義。其中S-MAC(sensor MAC)協(xié)議是在802.11MAC協(xié)議的基礎(chǔ)上提出的，設(shè)計(jì)的目標(biāo)是減少能量消耗，提供良好的擴(kuò)展性。<

2、br>　　 論文首先回顧了傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究背景、傳感器網(wǎng)絡(luò)的特征、應(yīng)用領(lǐng)域、當(dāng)前國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。在深入分析了一些經(jīng)典的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議的基礎(chǔ)上，指出了傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議面臨的問(wèn)題。隨后，在S-MAC協(xié)議的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出了一種針對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)MAC協(xié)議。該自適應(yīng)協(xié)議主要針對(duì)S-MAC協(xié)議的固定占空比休眠機(jī)制進(jìn)行改進(jìn)，使各節(jié)點(diǎn)能夠根據(jù)自己隊(duì)列中的排隊(duì)分組數(shù)目來(lái)預(yù)測(cè)網(wǎng)絡(luò)流量，自適應(yīng)地調(diào)整占空比，降低傳感節(jié)點(diǎn)因?yàn)橹?/p>

3、期性休眠而引起的分組傳輸時(shí)延，以進(jìn)一步節(jié)省整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的能量消耗。即當(dāng)網(wǎng)絡(luò)流量變大時(shí)，將S-MAC的每個(gè)偵聽睡眠周期再分為幾個(gè)短周期，提高占空比來(lái)適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)流量的增加。改進(jìn)后的協(xié)議相比S-MAC在恒定流量負(fù)載中有相同的性能，但是在變化的負(fù)載中，尤其是突發(fā)流量較大時(shí)比沒(méi)有改進(jìn)的S-MAC節(jié)省更多的能量，又保持合理的吞吐量和較短的時(shí)延特性。最后，為了驗(yàn)證改進(jìn)后的協(xié)議在網(wǎng)絡(luò)性能上的有效性，論文對(duì)提出的自適應(yīng)MAC協(xié)議在當(dāng)前最為流行和成熟的NS-2網(wǎng)