中高速傳感器網(wǎng)絡高能效異步競爭型MAC協(xié)議研究與設計.pdf

1、中高速傳感器網(wǎng)絡是一種新型無線傳感器網(wǎng)絡，更多注重于對音視頻、靜態(tài)圖像等大信息量媒體信息的采集和處理，在軍事、公共安全、醫(yī)療、工業(yè)、智能家居等領域具有巨大的應用前景和研究價值。MAC協(xié)議設計是中高速傳感器網(wǎng)絡研究的重要課題之一，異步競爭型MAC協(xié)議能夠避免網(wǎng)絡節(jié)點同步調(diào)度控制的能耗，具有天然的能量高效性優(yōu)勢，是傳感器網(wǎng)絡研究的熱點技術之一。
　　 本文針對“中高速傳感器網(wǎng)絡關鍵技術”項目中，由于網(wǎng)絡數(shù)據(jù)海量化、實時媒體傳輸?shù)染W(wǎng)絡

2、特性造成的網(wǎng)絡能耗以及數(shù)據(jù)延時等網(wǎng)絡共性問題，針對異步競爭型MAC協(xié)議展開研究，具體研究內(nèi)容及創(chuàng)新性成果如下:
　　 (1)針對中高速傳感器網(wǎng)絡流量巨大，波動劇烈的特點，提出一種基于網(wǎng)絡流量變化預測的異步競爭型無線傳感器網(wǎng)絡MAC協(xié)議。協(xié)議首先引入了網(wǎng)絡流量加速度概念，建立網(wǎng)絡流量預測機制，對網(wǎng)絡流量進行智能預測;然后通過為目標節(jié)點增加最短偵聽時間，實現(xiàn)一次握手，多次通信機制;最后協(xié)議通過為每個節(jié)點維護一個固定容量的緩存隊列，保

3、障協(xié)議的公平性。
　　 (2)針對傳統(tǒng)異步競爭型MAC協(xié)議中，前導載波長時間占用信道造成信道利用率低以及數(shù)據(jù)延遲問題，提出一種優(yōu)化前導偵聽的中高速傳感器網(wǎng)絡MAC協(xié)議，協(xié)議首先建立新的消息控制格式，并為每個節(jié)點建立鄰居節(jié)點時刻信息表，然后設計節(jié)點自學習算法，最后引入廣播機制，實現(xiàn)發(fā)送源節(jié)點對發(fā)送前導載波偵聽和數(shù)據(jù)包起始時間的估算。
　　 本文針對中高速傳感器網(wǎng)絡特殊要求，對異步競爭型MAC協(xié)議進行研究，提出一種網(wǎng)絡流量變