本文關(guān)鍵詞：WSN中多頻分簇的動(dòng)態(tài)TDMA資源分配算法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本論文研究無線傳感器網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)技術(shù),研究適合于無線傳感環(huán)境的分布式網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu),研究媒體接入控制協(xié)議并設(shè)計(jì)分布式網(wǎng)絡(luò)分簇算法,并在OPNET Modeler上實(shí)現(xiàn)上述算法與協(xié)議的設(shè)計(jì)和驗(yàn)證,同時(shí)完成對(duì)算法與協(xié)議的性能評(píng)估。提出了具有分層結(jié)構(gòu)的分布式網(wǎng)絡(luò)。將網(wǎng)絡(luò)分為三層:第一層為后端節(jié)點(diǎn),對(duì)下層的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)一的控制和管理;第二層為簇首節(jié)點(diǎn),對(duì)簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行組織和管理;第三層為簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)。設(shè)計(jì)了結(jié)構(gòu)化的網(wǎng)絡(luò)編址體系,支持分簇結(jié)構(gòu)。為了避免不同簇間節(jié)點(diǎn)通信的相互干擾,采用多個(gè)不同的頻點(diǎn),分別用于簇內(nèi)的通信以及簇間通信。簇內(nèi)采用的通信頻點(diǎn)由簇首指定;簇間通信采用指定頻點(diǎn)。設(shè)計(jì)了TDMA媒體接入控制協(xié)議,將時(shí)間劃分為多個(gè)時(shí)幀,多個(gè)時(shí)幀構(gòu)成一個(gè)時(shí)圓。每個(gè)時(shí)幀具有相同的結(jié)構(gòu),都被劃分為多個(gè)時(shí)隙。節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)幀在每個(gè)時(shí)隙中進(jìn)行傳輸。時(shí)隙分為控制時(shí)隙、控制反轉(zhuǎn)時(shí)隙和數(shù)據(jù)時(shí)隙三類,前兩者用于傳輸控制幀,后者用于傳輸數(shù)據(jù)幀。分析了物理層實(shí)際數(shù)據(jù)率與業(yè)務(wù)傳輸時(shí)延的關(guān)系。設(shè)計(jì)了多頻分簇與時(shí)隙分配的MAC算法。首先,由簇首發(fā)起邀請(qǐng);然后,普通節(jié)點(diǎn)在收到邀請(qǐng)后,向簇首請(qǐng)求加入簇;最后,簇首在具有空閑資源時(shí),為普通節(jié)點(diǎn)分配指定時(shí)隙資源,并同意普通節(jié)點(diǎn)加入簇。在整個(gè)組網(wǎng)過程,節(jié)點(diǎn)始終對(duì)逆向路由進(jìn)行學(xué)習(xí)。設(shè)計(jì)了分層路由算法,支持網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)重構(gòu)。在簇內(nèi)采用鏈路狀態(tài)路由協(xié)議。在簇間采用按需鏈路狀態(tài)路由協(xié)議,簇間路由協(xié)議后端節(jié)點(diǎn)激活,避免網(wǎng)絡(luò)常時(shí)間進(jìn)行遠(yuǎn)距離通信。采用OPNET Modeler對(duì)所提算法和協(xié)議進(jìn)行了仿真驗(yàn)證,結(jié)果表明所提算法和協(xié)議實(shí)現(xiàn)了分簇協(xié)議、動(dòng)態(tài)時(shí)隙分配算法、快速建網(wǎng)以及分層路由協(xié)議。組網(wǎng)與通信過程性能良好。
【關(guān)鍵詞】：WSN網(wǎng)絡(luò) 多頻分簇協(xié)議 TDMA動(dòng)態(tài)資源分配 分層路由協(xié)議
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN929.5;TP212.9
【目錄】：

• 摘要5-6
• abstract6-13
• 第一章 緒論13-17
• 1.1 研究背景13-15
• 1.2 研究目的與關(guān)鍵問題15
• 1.3 論文的研究?jī)?nèi)容及章節(jié)安排15-17
• 第二章 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的組網(wǎng)算法17-29
• 2.1 組網(wǎng)方式17
• 2.2 媒體接入控制協(xié)議17-23
• 2.2.1 基于隨機(jī)競(jìng)爭(zhēng)的MAC協(xié)議17-22
• 2.2.2 基于TDMA的MAC協(xié)議22-23
• 2.3 分簇算法23-26
• 2.3.1 LEACH算法23-25
• 2.3.2 HEED算法25-26
• 2.4 路由協(xié)議26-28
• 2.4.1 先驗(yàn)式路由協(xié)議和反應(yīng)式路由協(xié)議26-27
• 2.4.2 平面路由協(xié)議和層次路由協(xié)議27-28
• 2.5 本章小結(jié)28-29
• 第三章 WSN中多頻分簇的動(dòng)態(tài)TDMA算法設(shè)計(jì)29-47
• 3.1 組網(wǎng)結(jié)構(gòu)29-30
• 3.1.1 網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景29
• 3.1.2 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議架構(gòu)29-30
• 3.2 編址體系設(shè)計(jì)30-31
• 3.3 頻率分配、幀結(jié)構(gòu)與幀格式設(shè)計(jì)31-37
• 3.3.1 系統(tǒng)頻譜劃分31-32
• 3.3.2 時(shí)幀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)32-35
• 3.3.2.1 簇間時(shí)幀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)32-33
• 3.3.2.2 簇內(nèi)時(shí)幀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)33-35
• 3.3.3 消息格式設(shè)計(jì)35-37
• 3.3.3.1 簇間復(fù)合消息格式36
• 3.3.3.2 簇內(nèi)復(fù)合消息格式36-37
• 3.4 分簇算法設(shè)計(jì)37-40
• 3.4.1 簇首通告37-38
• 3.4.2 入簇請(qǐng)求38-39
• 3.4.3 入簇確認(rèn)39-40
• 3.4.4 成員通告40
• 3.5 時(shí)隙分配算法設(shè)計(jì)40-44
• 3.5.1 控制時(shí)隙與控制反轉(zhuǎn)時(shí)隙的分配41
• 3.5.2 數(shù)據(jù)時(shí)隙的分配41-44
• 3.6 路由算法設(shè)計(jì)44-45
• 3.6.1 簇間按需鏈路狀態(tài)路由算法44
• 3.6.2 端到端數(shù)據(jù)的路由算法44-45
• 3.7 小結(jié)45-47
• 第四章 仿真設(shè)計(jì)與結(jié)果分析47-70
• 4.1 基于OPNET的仿真實(shí)現(xiàn)47-49
• 4.1.1 OPNET仿真工具介紹47
• 4.1.2 仿真節(jié)點(diǎn)模型47-48
• 4.1.3 場(chǎng)景設(shè)置48-49
• 4.2 仿真結(jié)果分析49-70
• 4.2.1 分簇仿真分析49-52
• 4.2.2 傳感性能仿真分析52-54
• 4.2.3 不同控制和數(shù)據(jù)時(shí)隙配比的仿真分析54-56
• 4.2.4 簇內(nèi)端到端業(yè)務(wù)的仿真分析56-59
• 4.2.5 簇間端到端業(yè)務(wù)的仿真分析59-63
• 4.2.6 WLAN協(xié)議對(duì)比63-70
• 4.2.6.1 低網(wǎng)絡(luò)負(fù)載情況下63-66
• 4.2.6.2 高網(wǎng)絡(luò)負(fù)載情況下66-70
• 第五章 結(jié)論70-71
• 5.1 工作總結(jié)70
• 5.2 論文工作展望70-71
• 致謝71-72
• 參考文獻(xiàn)72-75
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷75-76
• 附件76-78

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9 陳e，

本文編號(hào)：327742