無線傳感器網絡的媒體訪問控制負責傳感器節(jié)點分配無線通信信道的使用方式,實現(xiàn)對通信資源的高效分配,對無線傳感器網絡各方面性能十分重要。在實際應用中,MAC協(xié)議在設計上存在兩點主要的挑戰(zhàn):1)網絡中的傳感器節(jié)點具有有限能量且多被部署在復雜環(huán)境中,當某個或多個節(jié)點能量消耗殆盡,將無法維持數(shù)據收發(fā)任務,從而對網絡整體性能造成影響;2)隨著網絡工作的進行,某一時刻負載量可能出現(xiàn)增多或減少變化,如節(jié)點耗盡能量出現(xiàn)突然死亡造成拓撲結構變動或由外界觸發(fā)了突發(fā)事件等都將對網絡負載造成影響。節(jié)點組成模塊中耗能最多的就是射頻模塊,射頻模塊受MAC協(xié)議控制,因此設計一個自適應可變負載且低能耗的無線傳感器網絡MAC協(xié)議是十分必要的。本文綜合考慮能耗性、與網絡中負載可變的特點,對MAC協(xié)議進行研究與改進,主要分為三個研究內容:1)對WSN中現(xiàn)有的MAC協(xié)議進行調研與分析,引出自適應與低能耗MAC協(xié)議設計上的相關性能需求與挑戰(zhàn);2)在RI-MAC協(xié)議的基礎上,對該協(xié)議采用的二進制指數(shù)退避機制的缺點進行改進,本文提出一種基于自適應退避機制的BA-MAC協(xié)議,協(xié)議中采用基于BPCRB算法的退避機制,通過引入數(shù)據傳輸成功... 

【文章來源】：廣東工業(yè)大學廣東省

【文章頁數(shù)】：95 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

OSI協(xié)議和TCP/IP協(xié)議的對應關系

比如圖 3-10 所示。其中橫軸坐標軸的發(fā)送數(shù)據包時間間隔數(shù)值的此時的一個實際負載量的變化。不管是 RI-MAC 協(xié)議還是改進的送數(shù)據包時間間隔越長，兩種 MAC 協(xié)議的整體能量效率也相應結果主要是由于網絡中的負載量隨著發(fā)送數(shù)據包時間間隔的增大當發(fā)送數(shù)據包時間間隔在增大到 1.6s 之前，BA-MAC 協(xié)議的能量 協(xié)議之間的差距相比之下較大，這是因為在網絡負載量相對較大生數(shù)據沖突，改進后的 BA-MAC 協(xié)議在處理數(shù)據沖突時可以根地增大或減小競爭窗口值的大小，降低了數(shù)據傳輸競爭的激烈程得以減少，使節(jié)點不需要消耗額外的能量去進行數(shù)據重傳操作，能量消耗，具有更高的能量效率；而發(fā)送數(shù)據包時間間隔增大到 1的差距相差不大，因為此時的網絡負載量也越來越少，使得基于 退避機制與 BEB 退避機制相差不大。整體上明顯可以看出，改進擁有更高的能量效率，在能耗性能上表現(xiàn)更好。

廣東工業(yè)大學碩士學位論文發(fā)生數(shù)據傳輸碰撞現(xiàn)象，當越來越多的數(shù)據無法及時被傳輸出去的平均傳輸時延就會越來越大。從圖 3-11 關于時延對比圖可以看出在網絡負載量較大時對數(shù)據傳輸?shù)乃俾拭黠@比 RI-MAC 協(xié)議更高時候，又可以通過減小競爭窗口值來縮短節(jié)點等待重傳的時間，加高效。RI-MAC 協(xié)議采用 BEB 退避機制進行數(shù)據退避與重傳，B一個 “斷裂式”特點 ，當數(shù)據重傳次數(shù)超過最大的閾值時，會設為最小值，并重新啟動退避機制進行數(shù)據重傳，這種退避機制動態(tài)變化的無線傳感器網絡，時延性能很差。

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]無線傳感網MAC層關鍵技術研究[D]. 類春陽.北京郵電大學 2016
[2]無線傳感器網絡組網關鍵技術研究[D]. 劉強.電子科技大學 2012
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碩士論文
[1]中高速傳感器網絡高能效異步競爭型MAC協(xié)議研究與設計[D]. 張園園.廣東工業(yè)大學 2013



本文編號：3591299