本文關(guān)鍵詞：高可靠無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)異步廣播MAC協(xié)議的設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)是由部署在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的大量節(jié)點(diǎn)通過(guò)無(wú)線傳輸形成的多跳自組織網(wǎng)絡(luò),用來(lái)采集、處理和傳輸感知信息。WSN的可靠性依賴(lài)于節(jié)點(diǎn)的可靠性,負(fù)載不均衡導(dǎo)致部分節(jié)點(diǎn)能量迅速耗竭,使得部分節(jié)點(diǎn)提前死亡,導(dǎo)致傳感器網(wǎng)絡(luò)的可靠性大大降低。尤其是在廣播模式下,異步低占空比帶來(lái)的節(jié)點(diǎn)喚醒不同步,引起廣播的冗余傳輸,能耗較高。高效多跳異步廣播協(xié)議(EMBA)是為了使異步占空比WSN支持多跳廣播而提出的廣播協(xié)議。本論文在分析了異步WSN廣播的特點(diǎn)及EMBA協(xié)議不足的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了旨在減少?gòu)V播轉(zhuǎn)發(fā)比和平衡網(wǎng)絡(luò)負(fù)載的廣播協(xié)議(HR-MM),協(xié)議基于接收到的喚醒消息的內(nèi)容動(dòng)態(tài)地調(diào)度消息轉(zhuǎn)發(fā),同時(shí)采用剩余節(jié)點(diǎn)能量感知和鏈路質(zhì)量的加權(quán)值作為轉(zhuǎn)發(fā)選擇的依據(jù),將消息序列號(hào)嵌入到廣播消息中,每個(gè)節(jié)點(diǎn)根據(jù)廣播消息的序列號(hào)記錄廣播進(jìn)度,并判定是否轉(zhuǎn)發(fā)廣播消息,一定程度上降低了廣播轉(zhuǎn)發(fā)的比例和跳數(shù),并且延長(zhǎng)了網(wǎng)絡(luò)的壽命,降低了節(jié)點(diǎn)的平均能耗,提高了網(wǎng)絡(luò)的可靠性。論文將HR-MM協(xié)議在NS2平臺(tái)進(jìn)行測(cè)試,并與高性能的EMBA協(xié)議進(jìn)行比較。測(cè)試結(jié)果顯示：在網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不斷增加時(shí),HR-MM協(xié)議提升了不少于17.3%的網(wǎng)絡(luò)壽命,同時(shí)降低了8.6%的廣播轉(zhuǎn)發(fā)比；在占空比不斷變低時(shí),HR-MM協(xié)議提升了不少于19.4%的網(wǎng)絡(luò)壽命,同時(shí)降低了9.8%的廣播轉(zhuǎn)發(fā)比,滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)。本文設(shè)計(jì)的改進(jìn)型廣播協(xié)議適用異步占空比無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò),具有一定的工程應(yīng)用價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò) 異步 占空比 廣播 NS2仿真平臺(tái)
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TP212.9;TN915.04
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 論文的背景與研究意義10-12
• 1.1.1 WSN的特征11-12
• 1.1.2 WSN的協(xié)議棧12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-15
• 1.3 研究?jī)?nèi)容和設(shè)計(jì)指標(biāo)15-17
• 1.3.1 研究?jī)?nèi)容15-16
• 1.3.2 設(shè)計(jì)指標(biāo)16-17
• 1.4 論文的主要內(nèi)容與結(jié)構(gòu)17-18
• 第二章 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議的研究概述18-30
• 2.1 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)和研究?jī)?nèi)容18-22
• 2.1.1 WSN的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)18-20
• 2.1.2 WSN的節(jié)點(diǎn)架構(gòu)20
• 2.1.3 WSN的研究?jī)?nèi)容20-22
• 2.2 WSN MAC協(xié)議研究的關(guān)鍵技術(shù)22-27
• 2.2.1 同步MAC技術(shù)22-24
• 2.2.2 異步MAC技術(shù)24-27
• 2.3 異步占空比網(wǎng)絡(luò)廣播協(xié)議存在的問(wèn)題27-28
• 2.4 本章小結(jié)28-30
• 第三章 改進(jìn)型高可靠HR-MM廣播協(xié)議的設(shè)計(jì)30-42
• 3.1 異步占空比條件下廣播問(wèn)題的分析30-31
• 3.2 現(xiàn)有廣播協(xié)議及其分析31-35
• 3.2.1 泛洪和隨機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議31-32
• 3.2.2 ADB協(xié)議32-33
• 3.2.3 EMBA協(xié)議33-34
• 3.2.4 現(xiàn)有協(xié)議所面臨問(wèn)題的分析34-35
• 3.3 改進(jìn)型高可靠HR-MM廣播協(xié)議的設(shè)計(jì)35-41
• 3.3.1 網(wǎng)絡(luò)建模35
• 3.3.2 網(wǎng)絡(luò)延遲和轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)的平衡算法35-39
• 3.3.3 對(duì)EMBA協(xié)議能量空洞問(wèn)題的改進(jìn)39-40
• 3.3.4 帶有時(shí)延的轉(zhuǎn)發(fā)40-41
• 3.3.5 調(diào)度表更換41
• 3.4 本章小結(jié)41-42
• 第四章 HR-MM廣播協(xié)議在NS2平臺(tái)上的設(shè)計(jì)42-56
• 4.1 HR-MM協(xié)議的框架42-45
• 4.2 HR-MM協(xié)議的核心數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)45-49
• 4.2.1 MAC幀結(jié)構(gòu)45-47
• 4.2.2 創(chuàng)建鄰節(jié)點(diǎn)集合和廣播消息ID號(hào)47-48
• 4.2.3 Beacon幀結(jié)構(gòu)48
• 4.2.4 MAC層狀態(tài)以及狀態(tài)機(jī)48-49
• 4.3 HR-MM協(xié)議實(shí)施方案49-54
• 4.3.1 Beacon消息的處理49-50
• 4.3.2 廣播消息處理50-51
• 4.3.3 鏈路質(zhì)量和剩余能量的平衡51-52
• 4.3.4 延遲轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制52-54
• 4.4 本章小結(jié)54-56
• 第五章 HR-MM廣播協(xié)議的仿真以及結(jié)果分析56-64
• 5.1 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)Trace文件與AWK腳本56-57
• 5.1.1 Trace文件56-57
• 5.1.2 AWK腳本57
• 5.2 仿真參數(shù)的設(shè)置57-58
• 5.3 Mesh拓?fù)湎聟f(xié)議性能分析58-63
• 5.3.1 對(duì)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模變化的可擴(kuò)展性59-61
• 5.3.2 對(duì)占空比變化的適應(yīng)性61-63
• 5.4 本章小結(jié)63-64
• 第六章 總結(jié)與展望64-66
• 6.1 總結(jié)64-65
• 6.2 展望65-66
• 致謝66-68
• 參考文獻(xiàn)68-72
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的成果72

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前9條

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  本文關(guān)鍵詞：高可靠無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)異步廣播MAC協(xié)議的設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：484259