中短程无线网络MAC层协议能量效率研究

论文摘要

随着计算机技术和现代通信技术的快速发展，中短程无线网络在众多军用和民用领域发挥着越来越重要的作用，但是为无线网络设备供电所使用的电池的能量是十分有限的，能量使用效率不高成为制约中短程无线网络进一步应用的“瓶颈”。无线网络介质访问控制（medium access control，MAC）协议对提高能量效率有重要意义，本文将对中短程无线网络MAC层协议的能量效率进行研究。主要做了以下几方面工作：论文概述了无线局域网、无线个人区域网、无线传感器网等中短程无线网络，并对以上三种网络中采用的主要协议标准做了介绍；介绍了中短程无线网络的协议分层，提出了影响MAC层协议性能一个重要因素——隐藏节点和暴露节点的问题；对网络中的MAC层协议做了分类论述，并对典型的中短程无线网络IEEE 802. 15. 4和IEEE 802. 11的MAC层协议进行了分析和比较。论文对中短程无线网络MAC层协议的能量优化问题进行了研究，分析了MAC层协议能量消耗的几个主要因素，提出了解决能量消耗的几种方法，对几种能量优化的MAC层协议进行了比较，同时对IEEE 802. 15. 4和IEEE 802. 11的MAC层协议中使用的各种节能技术做了分析。论文最后对无线个人区域网MAC层协议进行了仿真研究，介绍了网络仿真工具NS-2软件及MAC层协议的NS仿真，并分别对基于IEEE 802. 15. 4的Ad Hoc网络和星型网络MAC层协议进行了仿真分析。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的研究背景
• 1.2 课题研究的目的和意义
• 1.3 论文的结构安排
• 第2章 中短程无线网络概述
• 2.1 无线局域网（WLAN）
• 2.2 无线个人区域网（WPAN）
• 2.3 无线传感器网（WSN）
• 2.4 本章小结
• 第3章 中短程无线网络 MAC层协议
• 3.1 中短程无线网络的协议分层
• 3.2 隐藏节点问题和暴露节点问题
• 3.2.1 隐藏节点问题
• 3.2.2 暴露节点问题
• 3.3 MAC层协议的分类
• 3.3.1 固定分配类 MAC层协议
• 3.3.2 随机竞争类 MAC层协议
• 3.3.3 按需分配类 MAC层协议
• 3.4 典型的MAC层协议分析和比较
• 3.4.1 802.15.4 MAC层协议
• 3.4.2 802.11 MAC层协议
• 3.4.3 802.15.4和802.11 MAC层协议的比较
• 3.5 本章小结
• 第4章 中短程无线网络 MAC层协议能量优化分析
• 4.1 影响 MAC层协议能量消耗因素分析
• 4.2 解决 MAC层协议能量消耗的方法
• 4.3 几种能量优化的MAC层协议比较
• 4.3.1 S-MAC协议
• 4.3.2 HiperLAN
• 4.3.3 EC-MAC协议
• 4.3.4 PARA协议
• 4.4 典型的MAC层协议节能技术分析
• 4.4.1 802.15.4 MAC层协议的节能技术
• 4.4.2 802.11 MAC层协议的节能技术
• 4.5 本章小结
• 第5章 无线个人区域网MAC层协议仿真研究
• 5.1 NS-2仿真软件
• 5.1.1 NS-2简介
• 5.1.2 NS-2的层次结构简介
• 5.2 MAC层协议NS仿真
• 5.2.1 MAC层协议仿真步骤
• 5.2.2 NS中802.15.4 MAC层协议的实现
• 5.3 基于802.15.4标准的Ad Hoc网络MAC层协议仿真
• 5.3.1 Ad Hoc网络简介
• 5.3.2 Ad Hoc网络仿真场景及参数设置
• 5.3.3 Ad Hoc网络仿真结果分析
• 5.4 基于802.15.4标准的星型网络MAC层协议仿真
• 5.4.1 星型网络仿真场景及参数设置
• 5.4.2 星型网络仿真结果分析
• 5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士期间所发表的论文
• 致谢