一種無線傳感器網(wǎng)絡能效優(yōu)化的MAC協(xié)議研究.pdf

1、隨著無線傳感器網(wǎng)絡在各個領(lǐng)域的快速發(fā)展和廣泛應用，當前大多數(shù)網(wǎng)絡協(xié)議已不能滿足很多領(lǐng)域?qū)?jié)點低能耗及低延時的要求。因此如何提高傳感器節(jié)點能效，成為當前迫切需要解決的問題。而作為無線傳感器網(wǎng)絡中對于節(jié)點能效影響最大的MAC協(xié)議的研究，已經(jīng)成為當前研究的熱點。
　　 本文以經(jīng)典的節(jié)點周期性睡眠偵聽理論為基礎(chǔ)，通過研究現(xiàn)有的無線傳感器網(wǎng)絡MAC協(xié)議，并針對現(xiàn)有協(xié)議存在的不足，以及特定領(lǐng)域如醫(yī)療、軍事、環(huán)境監(jiān)測、災難監(jiān)測等對傳感器網(wǎng)絡更

2、低能耗、更低延時的要求，提出了一種面向無線傳感器網(wǎng)絡能效優(yōu)化的G-MAC協(xié)議。本文的主要內(nèi)容包括：
　　 (1)針對當前無線傳感器網(wǎng)絡高能效的要求，提出一種異步轉(zhuǎn)發(fā)的G-MAC協(xié)議，降低傳感器節(jié)點數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)延時，同時最大限度地減少節(jié)點能耗。協(xié)議首先利用無線傳感器網(wǎng)絡多跳式的結(jié)構(gòu)特點，將數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)路徑以數(shù)據(jù)匯集樹的形式實現(xiàn)；然后，在考慮沖突避免的前提下，設(shè)計并仿真了基于異步轉(zhuǎn)發(fā)的無線傳感器網(wǎng)絡G-MAC協(xié)議；最后，應對不同的網(wǎng)絡負載

3、情況，計算傳感器節(jié)點在有限能量下的能效及壽命以衡量協(xié)議的優(yōu)劣性。
　　 (2)針對周期性睡眠偵聽機制所造成的節(jié)點早睡延時，改進了G-MAC協(xié)議的幀結(jié)構(gòu)，引入自適應偵聽機制，即在節(jié)點的每個活動周期傳輸一個數(shù)據(jù)之后，并不立即轉(zhuǎn)入睡眠狀態(tài)，而是增加一段動態(tài)自適應偵聽，如果在自適應偵聽時間內(nèi)檢測到信道上有新的傳輸，則立刻開始傳輸數(shù)據(jù)，否則轉(zhuǎn)入睡眠狀態(tài)，以此避免因早睡問題而引起的睡眠延時。
　　 (3)通過對G-MAC協(xié)議進行的實