节能的无线传感器网络MAC协议

【摘要】： 无线传感器网络(WSN)的MAC协议处于网络协议的底层部分,它决定无线信道的使用方式,对无线传感器网络的性能有极大影响,是保证无线传感器网络高效通信的关键网络协议之一。传统无线网络的MAC协议无法满足无线传感器网络的设计要求,不能直接应用。针对无线传感器网络MAC协议的研究一直是人们普遍关注的问题,具有非常重要的实际意义。 本文首先介绍了传感器网络的整体概况以及无线MAC协议的国内外研究现状,然后介绍了影响传感器网络能量消耗的一些因素,包括碰撞,控制数据包过多,过度监听,以及空监听等,在此基础上,我们提出了一些节点能量损耗的措施,它们有监听和休眠机制,碰撞和过度监听避免机制以及有效信息传递,并且我们还提出了两个使网络生存时间更长的措施,它们是基于节点能量的休眠机制以及基于基站的局部MAC策略。最后,我们将该新(EE-MAC)协议与S-MAC进行比较。实验结果表明,新的协议更有效地降低网络节点的能量消耗,延长整个网络的寿命。 【关键词】：无线传感器网络 MAC协议 功率控制
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TP212.9;TN915.04
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第1章 绪论7-14
• 1.1 课题研究的背景和意义7-8
• 1.1.1 课题的研究背景7-8
• 1.1.2 课题研究意义8
• 1.2 国内外研究现状及趋势8-12
• 1.2.1 无线传感器网络发展历程8-9
• 1.2.2 传感器网络现状及面临的问题9-10
• 1.2.3 理想的无线传感器网络10-11
• 1.2.4 主要研究问题11-12
• 1.3 影响能量利用率的主要因素12
• 1.4 协议评价的指标体系12-13
• 1.5 本文的主要研究内容13-14
• 第2章 结点节能技术研究14-29
• 2.1 引言14-15
• 2.2 周期性侦听和休眠15-19
• 2.3 冲突和串音避免19-22
• 2.3.1 冲突避免19-20
• 2.3.2 串音避免20-22
• 2.4 有效信息传递22-24
• 2.5 传输功率控制24-28
• 2.5.1 功率控制的意义24-25
• 2.5.2 功率控制的理论依据25-26
• 2.5.3 MAC层帧结构26-27
• 2.5.4 数据传输过程27-28
• 2.6 本章小结28-29
• 第3章 延长网络使用寿命技术研究29-42
• 3.1 引言29
• 3.2 基于节点能量（energy efficiency）的休眠机制29-35
• 3.2.1 机制原理描述29-33
• 3.2.2 参数的确定和实现33-35
• 3.3 基于基站的局部MAC方案35-41
• 3.3.1 概述35-36
• 3.3.2 基于基站的局部MAC方案36-41
• 3.4 本章小结41-42
• 第4章 模拟及测试42-53
• 4.1 引言42
• 4.2 实验结果及分析42-46
• 4.3 MAC协议的性能比较及分析46-51
• 4.3.1 协议比较47-49
• 4.3.2 协议性能分析49-51
• 4.4 本章小结51-53
• 结论53-54
• 参考文献54-59
• 致谢59

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