面向無線多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)的MAC協(xié)議研究.pdf

1、日益流行的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與多媒體新應(yīng)用需求的結(jié)合促使了無線多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)( Wireless Multimedia Sensor Networks, WMSNs)技術(shù)的產(chǎn)生。WMSNs技術(shù)在給人們提供豐富媒體信息帶來感官享受的同時(shí)也給 WMSNs的MAC(Medium Access Control)協(xié)議研究帶來了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn),如嚴(yán)格的QoS(Quality of Service)保證和低能耗。
　　本文詳細(xì)分析了經(jīng)典的基于競爭

2、的S-MAC(Sensor-MAC)協(xié)議機(jī)制以及其能耗性能和時(shí)延性能,并指出了該協(xié)議應(yīng)用于WMSNs中存在的局限,如節(jié)點(diǎn)固定發(fā)送功率造成近距離傳輸時(shí)的能量浪費(fèi),以及固定周期的睡眠機(jī)制造成低吞吐量和高時(shí)延等。
　　為了降低WMSNs中的節(jié)點(diǎn)能量消耗,提高網(wǎng)絡(luò)性能,本文提出了節(jié)點(diǎn)發(fā)送功率控制算法(CONtrol of Power in MAC,CONP-MAC)和基于隊(duì)列的動(dòng)態(tài)占空比機(jī)制(Queue based Design of M

3、AC,QD-MAC)。CONP-MAC中節(jié)點(diǎn)發(fā)送功率的大小根據(jù)目的節(jié)點(diǎn)的不同而變化,理想發(fā)送功率通過發(fā)送節(jié)點(diǎn)和接收節(jié)點(diǎn)的握手信號(hào)來獲取。QD-MAC統(tǒng)計(jì)所有鄰居節(jié)點(diǎn)和自身節(jié)點(diǎn)緩沖隊(duì)列中的數(shù)據(jù)量來預(yù)測(cè)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載,從而調(diào)整占空比來適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)流量的變化。最后對(duì)新算法和機(jī)制在Linux環(huán)境下的NS2平臺(tái)上進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。
　　結(jié)果表明,與原S-MAC協(xié)議相比節(jié)點(diǎn)發(fā)送功率控制算法明顯地降低了能耗和時(shí)延,并且提高了吞吐量。占空比調(diào)整機(jī)制明顯地改