本文關(guān)鍵詞：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中基于預(yù)期信標(biāo)幀的MAC協(xié)議研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由部署在目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的大量廉價(jià)微型傳感器節(jié)點(diǎn)組成,通過(guò)無(wú)線通信的方式形成的一個(gè)多跳自組織網(wǎng)絡(luò),主要應(yīng)用于對(duì)目標(biāo)區(qū)域的監(jiān)測(cè)。介質(zhì)訪問(wèn)控制(MAC)協(xié)議決定了無(wú)線信道的使用方式,負(fù)責(zé)為節(jié)點(diǎn)分配無(wú)線通信資源。MAC協(xié)議直接影響網(wǎng)絡(luò)的整體性能,因此是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)重要研究?jī)?nèi)容。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中MAC協(xié)議的首要問(wèn)題是節(jié)能,因此,通常采用低能耗的占空比工作模式。節(jié)點(diǎn)在占空比模式下有兩個(gè)狀態(tài):活動(dòng)和休眠。在PW-MAC中接收方通過(guò)發(fā)送信標(biāo)幀的方式廣播自身的工作狀態(tài),節(jié)點(diǎn)在發(fā)送數(shù)據(jù)前能夠預(yù)測(cè)對(duì)方的信標(biāo)幀,極大的降低了節(jié)點(diǎn)的占空比。本文首先對(duì)基于預(yù)期信標(biāo)幀模式的PW-MAC協(xié)議的工作原理進(jìn)行詳細(xì)分析,并在TinyOS操作系統(tǒng)中基于MLA架構(gòu)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)PW-MAC協(xié)議。針對(duì)PW-MAC在批量數(shù)據(jù)傳輸時(shí)耗能大的問(wèn)題,提出改進(jìn)的PW-MAC協(xié)議BDPW-MAC。BDPW-MAC協(xié)議通過(guò)在批量數(shù)據(jù)傳輸前使用信道預(yù)約機(jī)制,有效避免了數(shù)據(jù)包碰撞問(wèn)題、節(jié)點(diǎn)競(jìng)爭(zhēng)時(shí)空閑監(jiān)聽(tīng)導(dǎo)致的能耗問(wèn)題及數(shù)據(jù)退避造成的網(wǎng)絡(luò)延遲問(wèn)題。仿真結(jié)果表明,BDPW-MAC協(xié)議在網(wǎng)絡(luò)能耗、數(shù)據(jù)匯聚完成時(shí)間、投遞率三方面的性能都優(yōu)于PW-MAC協(xié)議。進(jìn)一步考慮到網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渑c無(wú)線鏈路質(zhì)量會(huì)受到環(huán)境等因素的影響,導(dǎo)致通信質(zhì)量下降,而鄰節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)及鏈路質(zhì)量估計(jì)在保證通信鏈路的穩(wěn)定方面有非常重要的作用。本文利用BDPW-MAC中的廣播信標(biāo)幀,實(shí)現(xiàn)了鄰節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)機(jī)制以及鏈路質(zhì)量估計(jì)機(jī)制,使之成為具有MAC、鄰節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)與鏈路質(zhì)量估計(jì)功能的協(xié)議即BDPW-MNL。仿真結(jié)果表明,BDPW-MNL協(xié)議在網(wǎng)絡(luò)能耗、數(shù)據(jù)匯聚完成時(shí)間、投遞率三方面的性能都優(yōu)于PW-MAC協(xié)議。
【關(guān)鍵詞】：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò) MAC協(xié)議 占空比 信標(biāo)幀 PW-MAC協(xié)議 MLA
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TN929.5;TP212.9
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 符號(hào)對(duì)照表10-12
• 縮略語(yǔ)對(duì)照表12-15
• 第一章 緒論15-21
• 1.1 本文研究背景15-17
• 1.1.1 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)15
• 1.1.2 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)15-16
• 1.1.3 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用16
• 1.1.4 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的操作系統(tǒng)和編程語(yǔ)言16-17
• 1.2 本文研究?jī)?nèi)容及意義17-19
• 1.3 論文結(jié)構(gòu)安排19-21
• 第二章 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議21-27
• 2.1 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議的分類(lèi)21-23
• 2.1.1 基于調(diào)度的MAC協(xié)議21
• 2.1.2 基于競(jìng)爭(zhēng)類(lèi)的MAC協(xié)議21-23
• 2.1.3 基于調(diào)度與競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合的MAC協(xié)議23
• 2.2 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議設(shè)計(jì)面臨的問(wèn)題23-24
• 2.3 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議的耗能因素24-27
• 第三章 PW-MAC協(xié)議的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)與改進(jìn)27-57
• 3.1 PW-MAC協(xié)議詳細(xì)分析27-30
• 3.1.1 醒來(lái)時(shí)間預(yù)測(cè)機(jī)制27-29
• 3.1.2 重傳機(jī)制29-30
• 3.1.3 預(yù)測(cè)誤差糾正機(jī)制30
• 3.2 基于MLA架構(gòu)的PW-MAC協(xié)議設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)30-39
• 3.2.1 MLA架構(gòu)30-31
• 3.2.2 基于MLA架構(gòu)的PW-MAC協(xié)議詳細(xì)設(shè)計(jì)31-39
• 3.3 BDPW-MAC協(xié)議39-46
• 3.3.1 協(xié)議能耗分析39-42
• 3.3.2 信道預(yù)約機(jī)制42
• 3.3.3 批量數(shù)據(jù)傳輸設(shè)計(jì)42-46
• 3.4 BDPW-MAC網(wǎng)絡(luò)仿真和結(jié)果分析46-57
• 3.4.1 TOSSIM仿真器簡(jiǎn)介47
• 3.4.2 BDPW-MAC協(xié)議實(shí)例47-51
• 3.4.3 BDPW-MAC協(xié)議仿真分析51-57
• 第四章 BDPW-MNL協(xié)議57-73
• 4.1 BDPW-MNL協(xié)議概述57-58
• 4.1.1 鄰節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)的重要性57
• 4.1.2 鏈路質(zhì)量估計(jì)的重要性57-58
• 4.2 BDPW-MNL協(xié)議中的鄰節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)58-62
• 4.2.1 NDB功能描述58-59
• 4.2.2 NDB信息格式設(shè)計(jì)59-60
• 4.2.3 NDB變周期監(jiān)聽(tīng)機(jī)制60
• 4.2.4 NDB算法中的狀態(tài)轉(zhuǎn)移60-62
• 4.3 BDPW-MNL協(xié)議中的鏈路質(zhì)量估計(jì)設(shè)計(jì)62-67
• 4.3.1 LEB功能描述63
• 4.3.2 LEB設(shè)計(jì)63-65
• 4.3.3 LEB算法65-67
• 4.4 BDPW-MNL協(xié)議網(wǎng)絡(luò)仿真與結(jié)果分析67-73
• 第五章 總結(jié)與展望73-75
• 5.1 總結(jié)73-74
• 5.2 展望74-75
• 參考文獻(xiàn)75-79
• 致謝79-81
• 作者簡(jiǎn)介81-82

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本文編號(hào)：270558