無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中MAC層算法研究.pdf

1、隨著硬件技術(shù)的成熟無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用也越發(fā)廣泛，但由于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用相關(guān)性，針對(duì)不同的應(yīng)用場(chǎng)景往往需要做具體的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)。MAC層負(fù)責(zé)為網(wǎng)絡(luò)通信分配信道資源，是傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧的重要組成部分，因此對(duì)MAC層協(xié)議的研究具有非常重要的意義。
　　本文針對(duì)不同的應(yīng)用場(chǎng)景設(shè)計(jì)了兩種MAC層協(xié)議，同時(shí)研究了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中MAC協(xié)議的理論模型分析方法，主要工作如下：
　?。?）PR-MAC協(xié)議。該協(xié)議具有優(yōu)先級(jí)和冗余

2、過濾的功能。通過將優(yōu)先級(jí)信息插入到數(shù)據(jù)分組的控制字段內(nèi)，協(xié)議給不同的優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)分配不同的最小競(jìng)爭(zhēng)窗口和不同的退避窗口增大機(jī)制。高優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)分配較小的最小競(jìng)爭(zhēng)窗，低優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)的最小競(jìng)爭(zhēng)窗則根據(jù)網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前的負(fù)載量來動(dòng)態(tài)的調(diào)整。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載較大時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整其調(diào)節(jié)因子?，增大其最小競(jìng)爭(zhēng)窗使高優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)能以更小的排隊(duì)時(shí)延接入信道。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載較小時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整其調(diào)節(jié)因子?，減小其最小競(jìng)爭(zhēng)窗，以降低網(wǎng)絡(luò)的整體時(shí)延。不同優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)不同退避窗口增大法也能進(jìn)一步

3、的減小高優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)的傳輸時(shí)延。冗余數(shù)據(jù)過濾機(jī)制是專門針對(duì)泥石流監(jiān)控這一應(yīng)用中監(jiān)控參數(shù)不經(jīng)常變化的特點(diǎn)設(shè)計(jì)的。協(xié)議內(nèi)置了一個(gè)參數(shù)最小差值門限表，新接收的數(shù)據(jù)差值如果小于門限值將會(huì)被丟棄。這樣整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的能耗將得到降低。
　?。?）OTT-TDMA協(xié)議。該協(xié)議以樹形拓?fù)錇檠芯繄?chǎng)景，從節(jié)能的角度出發(fā)，優(yōu)化Simple-TDMA時(shí)隙分配過程以減少傳感器節(jié)點(diǎn)的啟動(dòng)次數(shù)，從而達(dá)到降低傳感器網(wǎng)絡(luò)能耗的目的。同時(shí)協(xié)議根據(jù)樹形拓?fù)涞奶攸c(diǎn)，提出時(shí)隙反轉(zhuǎn)