無線傳感器網(wǎng)絡(luò)多跳路由的MAC協(xié)議研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由密集部署在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的大量傳感器節(jié)點(diǎn)組成。由于其具備靈活性、自組織性、低成本等特點(diǎn)，在軍事偵察、環(huán)境監(jiān)控、目標(biāo)追蹤等領(lǐng)域有著非常廣闊的應(yīng)用前景。
　　在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的許多應(yīng)用中，多個(gè)鄰近節(jié)點(diǎn)會(huì)同時(shí)監(jiān)測(cè)到同一個(gè)事件，這些鄰近節(jié)點(diǎn)之間就形成了監(jiān)測(cè)事件的空間相關(guān)性。當(dāng)節(jié)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)絽R聚節(jié)點(diǎn)sink時(shí)，sink節(jié)點(diǎn)接收的數(shù)據(jù)存在高度冗余，同時(shí)增加了節(jié)點(diǎn)在接入信道過程中的競(jìng)爭(zhēng)，進(jìn)而增加了網(wǎng)絡(luò)的能量消耗。因此，如何設(shè)

2、計(jì)有效的MAC協(xié)議來降低冗余數(shù)據(jù)的傳輸，以減少網(wǎng)絡(luò)能量的開銷，對(duì)于延長(zhǎng)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的壽命具有十分重要的意義。
　　本文首先介紹了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)、協(xié)議棧及特點(diǎn)；然后分析了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中空間相關(guān)性產(chǎn)生的原因；接著總結(jié)了已有的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議；最后深入研究了一種空間相關(guān)性模型，在CC-MAC協(xié)議基礎(chǔ)之上，提出了一種能量高效的多跳路由MAC協(xié)議SEMAC。
　　在重建失真度的限制下，SEMAC協(xié)議采用信號(hào)強(qiáng)度優(yōu)

3、先的節(jié)點(diǎn)選擇算法和沖突避免機(jī)制，選擇信號(hào)強(qiáng)度高的節(jié)點(diǎn)優(yōu)先發(fā)送數(shù)據(jù)，抑制信號(hào)強(qiáng)度低的節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)以進(jìn)一步減少冗余數(shù)據(jù)的傳輸，降低網(wǎng)絡(luò)能量的消耗，延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)的壽命；在多跳傳輸中，協(xié)議采用數(shù)據(jù)包優(yōu)先轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制以降低數(shù)據(jù)包的傳輸延遲。
　　在 OMENET++仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上，本文對(duì) SEMAC協(xié)議進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)。通過對(duì)網(wǎng)絡(luò)的平均能耗、延遲、失真度等性能指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明SEMAC協(xié)議比 CC-MAC協(xié)議在平均能耗、吞吐率、丟包率、