基于圖算法的無線傳感器網(wǎng)絡MAC調度技術研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡能夠實現(xiàn)數(shù)據(jù)的量化采集、融合處理以及無線傳輸，故無線傳感器網(wǎng)絡在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事等領域得到了廣泛的應用，人們對無線傳感器網(wǎng)絡的研究也更加深入。無線傳感器網(wǎng)絡與多媒體等技術的結合，對其帶寬提出了更為苛刻的要求，因此無線傳感器網(wǎng)絡帶寬問題成為目前研究的熱點。介質訪問控制(Media Access Control，簡稱MAC)層直接建立在硬件之上，且是其他協(xié)議層的基礎，所以MAC層在很大程度上制約甚至決定著整個網(wǎng)絡的性能，因此，

2、從MAC層著手來研究提高帶寬利用率的方法具有明顯的意義。
　　 按照對信道訪問方式的不同，首先討論了無線傳感器網(wǎng)絡MAC協(xié)議的特點及分類，然后對無線傳感器網(wǎng)絡MAC協(xié)議做出總結與分析，并指出了現(xiàn)有各種協(xié)議的優(yōu)勢與不足。
　　 其次，在總結MAC協(xié)議的基礎上，設計出了一種基于圖算法的分布式STDMA-G(Space Time Division Multiple Access-Graph)調度技術。該技術建立在無線干擾模型的

3、主干擾模型上，將網(wǎng)絡拓撲圖轉化為圖模型。利用分布式圖算法相關知識，節(jié)點通過與其鄰居節(jié)點交換狀態(tài)信息，當出現(xiàn)平衡時利用節(jié)點的度最大原則及r值最大原則，求出圖的極大獨立集。然后極大獨立集中的節(jié)點再分布式地對其鄰居節(jié)點進行染色。最后，根據(jù)染色結果，為每個節(jié)點分配相應的時槽，從而避免無線傳感器網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸過程中存在的沖撞及阻塞問題，有效提高了網(wǎng)絡的帶寬利用率。整個調度過程分布式實現(xiàn)，理論分析其時間復雜度達到了理論下界O(log*n)。此外，調度