节能的无线传感器网络MAC协议

论文摘要

无线传感器网络（WSN）的MAC协议处于网络协议的底层部分,它决定无线信道的使用方式,对无线传感器网络的性能有极大影响,是保证无线传感器网络高效通信的关键网络协议之一。传统无线网络的MAC协议无法满足无线传感器网络的设计要求,不能直接应用。针对无线传感器网络MAC协议的研究一直是人们普遍关注的问题,具有非常重要的实际意义。本文首先介绍了传感器网络的整体概况以及无线MAC协议的国内外研究现状,然后介绍了影响传感器网络能量消耗的一些因素,包括碰撞,控制数据包过多,过度监听,以及空监听等,在此基础上,我们提出了一些节点能量损耗的措施,它们有监听和休眠机制,碰撞和过度监听避免机制以及有效信息传递,并且我们还提出了两个使网络生存时间更长的措施,它们是基于节点能量的休眠机制以及基于基站的局部MAC策略。最后,我们将该新（EE-MAC）协议与S-MAC进行比较。实验结果表明,新的协议更有效地降低网络节点的能量消耗,延长整个网络的寿命。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的背景和意义
• 1.1.1 课题的研究背景
• 1.1.2 课题研究意义
• 1.2 国内外研究现状及趋势
• 1.2.1 无线传感器网络发展历程
• 1.2.2 传感器网络现状及面临的问题
• 1.2.3 理想的无线传感器网络
• 1.2.4 主要研究问题
• 1.3 影响能量利用率的主要因素
• 1.4 协议评价的指标体系
• 1.5 本文的主要研究内容
• 第2章 结点节能技术研究
• 2.1 引言
• 2.2 周期性侦听和休眠
• 2.3 冲突和串音避免
• 2.3.1 冲突避免
• 2.3.2 串音避免
• 2.4 有效信息传递
• 2.5 传输功率控制
• 2.5.1 功率控制的意义
• 2.5.2 功率控制的理论依据
• 2.5.3 MAC层帧结构
• 2.5.4 数据传输过程
• 2.6 本章小结
• 第3章 延长网络使用寿命技术研究
• 3.1 引言
• 3.2 基于节点能量（energy efficiency）的休眠机制
• 3.2.1 机制原理描述
• 3.2.2 参数的确定和实现
• 3.3 基于基站的局部MAC方案
• 3.3.1 概述
• 3.3.2 基于基站的局部MAC方案
• 3.4 本章小结
• 第4章 模拟及测试
• 4.1 引言
• 4.2 实验结果及分析
• 4.3 MAC协议的性能比较及分析
• 4.3.1 协议比较
• 4.3.2 协议性能分析
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢