低時(shí)延的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議研究.pdf

1、低時(shí)延的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議研究重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文(學(xué)術(shù)學(xué)位)學(xué)生姓名：李曼指導(dǎo)教專(zhuān)師：熊慶宇教授業(yè)：控學(xué)科門(mén)類(lèi)TL一制科學(xué)與工程學(xué)重慶大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院二O一二年四月重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文中文摘要摘要無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的MAC協(xié)議是一種底層的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，它決定了無(wú)線(xiàn)信道的使用方式，負(fù)責(zé)為節(jié)點(diǎn)分配無(wú)線(xiàn)通信資源，直接關(guān)系到系統(tǒng)的性能和信道利用率，因而在無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究中備受關(guān)注。目前的MAC協(xié)議主要以降低節(jié)點(diǎn)能耗，延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)壽命為主要目標(biāo)

2、，但是，在軍事防御、災(zāi)難預(yù)警等特殊應(yīng)用環(huán)境，對(duì)無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性要求較高，因而降低系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)延十分重要。本文主要對(duì)低時(shí)延的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議進(jìn)行研究，在討論低時(shí)延的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議的研究?jī)r(jià)值和意義，分析和總結(jié)現(xiàn)有的典型低時(shí)延MAC協(xié)議的基礎(chǔ)上，提出了FBMAC協(xié)議和RF—MAC協(xié)議。本文在SMAC協(xié)議的基礎(chǔ)上，提出了低時(shí)延的MAC協(xié)議FBMAC協(xié)議。T1一、，‘plJt、、，_’f、—7r■厶巾^h田士H，‘

3、95厶印“一tAL上彳口廣L產(chǎn)1、憂(yōu)卜卜H∑、、一r■f，審豐內(nèi)4一『『，1_r、r15’Ⅳ▲AL∥J。以‘Jl／＼Jl義以L(fǎng)10j匹^一謎j，伍姒∥白I々斗日U人、土m土‘11I■們IJJa從^△^父以ji巾UL土上1o這樣，源節(jié)點(diǎn)能夠及時(shí)的了解信道的忙閑情況，加快后續(xù)數(shù)據(jù)的發(fā)送。后面的數(shù)據(jù)可以與前面的數(shù)據(jù)同時(shí)發(fā)送，降低了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目倳r(shí)延。通過(guò)NS2仿真平臺(tái)對(duì)FBMAC協(xié)議、VTS協(xié)議及SMAC協(xié)議進(jìn)行比較，結(jié)果表明FB—MAC協(xié)議有

4、效地降低了系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)延。針對(duì)FB—MAC協(xié)議能量消耗較大和應(yīng)用受限的缺點(diǎn)，本文還提出了基于預(yù)約和反饋的RF—MAC協(xié)議，該協(xié)議在降低時(shí)延的同時(shí)減少節(jié)點(diǎn)的能耗。RF—MAC協(xié)議在FBMAC協(xié)議的基礎(chǔ)上引入了預(yù)約機(jī)制和節(jié)點(diǎn)的周期性偵聽(tīng)／睡眠。每個(gè)數(shù)據(jù)發(fā)送前都會(huì)進(jìn)行信道預(yù)約，節(jié)點(diǎn)在該數(shù)據(jù)的預(yù)約時(shí)間覺(jué)醒并進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，降低節(jié)點(diǎn)周期睡眠造成的延時(shí)。同時(shí)，反饋包F的發(fā)送增加了信道的吞吐量，減少了多個(gè)數(shù)據(jù)傳輸時(shí)的總時(shí)延。此外，節(jié)點(diǎn)周期性偵聽(tīng)／睡