無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議以及路由協(xié)議研究.pdf

1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是繼英特網(wǎng)之后的又一個(gè)技術(shù)熱點(diǎn)，它的技術(shù)發(fā)展，得到了全世界學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的普遍關(guān)注。它正深刻的影響著21世紀(jì)人類(lèi)生活的方方面面，包括軍事監(jiān)測(cè)、環(huán)境監(jiān)控、醫(yī)療護(hù)理、智能空間技術(shù)以及很多的商業(yè)領(lǐng)域。 本文在介紹無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，著重研究了它的MAC協(xié)議與路由協(xié)議，以及分析了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)對(duì)協(xié)議設(shè)計(jì)的影響，并針對(duì)通信能耗這個(gè)影響WSN協(xié)議性能最主要的因素作了深入的研究。 論文詳細(xì)介紹了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的

2、概念、體系結(jié)構(gòu)、協(xié)議棧和無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的主要特點(diǎn)和技術(shù)難點(diǎn)。介紹了MAC層的主要協(xié)議，并分析它們各自的優(yōu)缺點(diǎn)。著重分析了有代表性的S-MAC協(xié)議的設(shè)計(jì)思路。在節(jié)點(diǎn)密集型網(wǎng)絡(luò)中，利用節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的空間相關(guān)性減少傳輸節(jié)點(diǎn)的MAC協(xié)議獲得了廣泛的關(guān)注。在詳細(xì)分析了代表性的CC-MAC協(xié)議后，根據(jù)它的特點(diǎn)與存在的問(wèn)題，提出了改進(jìn)型的ACC-MAC協(xié)議，并對(duì)它的性能做了實(shí)驗(yàn)仿真。ACC-MAC進(jìn)一步加強(qiáng)了算法的理論依據(jù)，簡(jiǎn)化了協(xié)議的實(shí)施，同時(shí)也提高了

3、網(wǎng)絡(luò)的各項(xiàng)性能。論文還詳細(xì)介紹了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議，分析了它們各自的優(yōu)缺點(diǎn)。對(duì)基于簇的路由協(xié)議進(jìn)行了深入研究，針對(duì)HeeD協(xié)議，修改了成簇算法與簇間路由算法，提出了改進(jìn)型的A-HeeD協(xié)議，并對(duì)它的性能做了實(shí)驗(yàn)仿真。A-HeeD增強(qiáng)了算法的健壯性，通過(guò)反應(yīng)式的廣播各節(jié)點(diǎn)的通信代價(jià)，而不是周期性的在每輪初始化階段廣播，從而大火降低了節(jié)點(diǎn)間廣播通信代價(jià)的次數(shù)，節(jié)省了網(wǎng)絡(luò)的整體能耗，提高了網(wǎng)絡(luò)的生命周期。 本論文的主要貢獻(xiàn)包括：

4、 針對(duì)單事件監(jiān)測(cè)應(yīng)用，提出CC-MAC模型/協(xié)議存在的問(wèn)題，并提出基于同心環(huán)的相關(guān)區(qū)域模型，繼而提山一種基于空間相關(guān)性的MAC協(xié)議ACC-MAC。它可以有效的保證高質(zhì)量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的傳送，并同時(shí)抑制低質(zhì)量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的發(fā)送，在過(guò)濾冗余數(shù)據(jù)的同時(shí)，保證了sink端的恢復(fù)火真滿足應(yīng)用要求。由于參加競(jìng)爭(zhēng)媒體的節(jié)點(diǎn)數(shù)顯著減少，ACC-MAC在節(jié)點(diǎn)能耗、媒體接入延時(shí)和丟包率上有明顯的優(yōu)勢(shì)。 針對(duì)主動(dòng)式的周期性數(shù)據(jù)采集應(yīng)用，對(duì)于節(jié)點(diǎn)密度滿足