【摘要】：近年來,無線體域網(wǎng)(WBANs)在醫(yī)療保健中的應用迅速增加。WBANs是由智能無線傳感器節(jié)點組成的,可以用來感知和傳輸重要的生理數(shù)據(jù)。無線體域網(wǎng)將用于監(jiān)測生命體征的傳感器節(jié)點植入人體內(nèi)或置于人體周圍進行監(jiān)測,能夠及時有效的收集和發(fā)送病人的信息。在無線體域網(wǎng)系統(tǒng)中,傳感器節(jié)點不應該干擾用戶的日常活動,并且是電池供電,單次充電應當可以支持數(shù)天甚至數(shù)月的工作,這就要求無線傳感器節(jié)點是小尺寸和低功率消耗。WBANs依賴于有限的資源,如能量和帶寬等。在無線體域網(wǎng)應用中,MAC協(xié)議負責節(jié)點的碰撞檢測與處理,控制優(yōu)先級,分配時隙以及決定節(jié)點的傳輸順序。因此,MAC協(xié)議的設計對無線體域網(wǎng)的可靠性和能效性起著決定性的作用。為了更加有效地利用這些有限的資源,必須設計一個非常良好的介質(zhì)訪問控制(MAC)協(xié)議。目前,雖然許多工作都對無線體域網(wǎng)中的能源效率有興趣,但只有少數(shù)工作考慮到傳感器節(jié)點間的信號干擾和多信道解決方案�，F(xiàn)有提出的一些MAC協(xié)議大部分只考慮單個信道,單信道會導致低下的能源效率和信道沖突問題。同時,低延時也是無線體域網(wǎng)MAC協(xié)議設計中應當考慮的重要因素,不同醫(yī)療用途的數(shù)據(jù)有著不同的傳輸周期和傳輸需求,非實時的信息和無關生命體征的信息僅需要盡最大的努力發(fā)送。而重要的緊急信息和實時信息則需要以最快的速度進行傳輸,而且應該避免數(shù)據(jù)包的碰撞與丟失。在本文中,為無線體域網(wǎng)提出了一種新的MAC協(xié)議,命名為MC_MAC協(xié)議。MC_MAC協(xié)議是基于IEEE 802.15.6標準,該標準是專為無線體域網(wǎng)設計的國際標準。MC_MAC協(xié)議使用多信道通信,將信道分為管理信道和數(shù)據(jù)信道,從而可以避免干擾,減少數(shù)據(jù)包的延時。通過動態(tài)的更新信道環(huán)境,提出了有效的信道分配策略。節(jié)點在管理信道中通過競爭預約數(shù)據(jù)信道,數(shù)據(jù)幀通過指定數(shù)據(jù)信道發(fā)送。同時,由于節(jié)點不需要競爭單個的信道,不需要退避到以前設置的競爭窗口(CW)值,因此,重新設置了CSMA/CA協(xié)議的CW值。最后,使用OMNET++4.6環(huán)境下的Castalia 3.2仿真器進行仿真,通過分析MC_MAC協(xié)議和典型的IEEE802.15.6在延時和能耗方面的對比,仿真結果表明MC_MAC協(xié)議就延時和能耗而言大大優(yōu)于IEEE802.15.6。
[Abstract]:Therefore, the design of MAC protocol plays a decisive role in the reliability and energy efficiency of wireless body area network. In order to utilize these limited resources more efficiently, a very good medium access Control (MAC) protocol must be designed. Most of the proposed MAC protocols only consider a single channel, which leads to low energy efficiency and channel conflicts. Non-real-time and non-vital information only needs to be sent as hard as possible. Important emergency information and real-time information should be transmitted at the fastest speed, and the collision and loss of data packets should be avoided. The channel can be divided into management channel and data channel, which can avoid interference and reduce packet delay. By dynamically updating the channel environment, an effective channel allocation strategy is proposed. In the management channel, the node invokes the data channel, and the data frame is sent through the specified data channel.
【學位授予單位】：太原理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TN92

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本文編號：2126105