無線傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議性能優(yōu)化研究.pdf

1、本文對(duì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)媒體接入控制(Medium Acccess Control，MAC)協(xié)議原理與性能進(jìn)行研究，并研究了兩種基于IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)MAC協(xié)議的自適應(yīng)優(yōu)化算法。
　　 首先，本文論述了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)、發(fā)展情況、應(yīng)用領(lǐng)域、體系結(jié)構(gòu)以及關(guān)鍵技術(shù)。
　　 其次，本文指出了傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)和難點(diǎn)。詳細(xì)介紹了IEEE802.15.4的物理層和MAC層標(biāo)準(zhǔn)，并針對(duì)其CSMA/CA機(jī)

2、制中參數(shù)固定的缺陷研究了兩種自適應(yīng)的改進(jìn)機(jī)制，即ABE-BEB算法和ABW-BEB算法。
　　 兩種改進(jìn)算法的基本思想是：根據(jù)傳感器節(jié)點(diǎn)的歷史傳輸狀態(tài)，ABE-BEB算法可以動(dòng)態(tài)調(diào)整退避指數(shù)的最小值，ABW-BEB算法可以動(dòng)態(tài)調(diào)整競(jìng)爭(zhēng)窗口的大小，從而提高傳感器節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸成功率，減少節(jié)點(diǎn)接入時(shí)延和分組碰撞帶來的能量損失。節(jié)點(diǎn)對(duì)參數(shù)的調(diào)整是基于對(duì)歷史數(shù)據(jù)的分析：當(dāng)節(jié)點(diǎn)前一次數(shù)據(jù)傳輸成功，可以將退避指數(shù)最小值和競(jìng)爭(zhēng)窗口減小，以減少

3、退避周期的選擇范圍和信道監(jiān)測(cè)次數(shù)，增大節(jié)點(diǎn)下一次競(jìng)爭(zhēng)信道的成功率；反之，當(dāng)前一次數(shù)據(jù)傳輸失敗后，可以將退避指數(shù)最小值和競(jìng)爭(zhēng)窗口增大，進(jìn)而增大退避周期的隨機(jī)選擇范圍與信道監(jiān)測(cè)次數(shù)，從而使節(jié)點(diǎn)在下一次傳輸時(shí)避免數(shù)據(jù)包再次發(fā)生碰撞?？傊瑑煞N算法分別對(duì)兩個(gè)不同的系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，以實(shí)時(shí)適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的變化。
　　 本文使用網(wǎng)絡(luò)仿真軟件OPNET對(duì)上述兩種改進(jìn)算法的性能進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。在同樣的輸入業(yè)務(wù)負(fù)載條件下，與傳統(tǒng)IEEE802.15