無線傳感器網絡功率控制與流量自適應MAC協(xié)議的研究.pdf

1、無線傳感器網絡是近年來網絡信息技術的一個研究熱點。傳感器節(jié)點集成了微傳感器、微控制器和無線通訊模塊，具有體積小、功耗低和能在惡劣環(huán)境下工作的優(yōu)勢。大量的傳感器節(jié)點被布置在監(jiān)測區(qū)域內，能夠協(xié)助的感知、采集和處理覆蓋區(qū)域中的監(jiān)測信息，并將其傳輸給監(jiān)測者，可廣泛的應用于軍事、環(huán)境監(jiān)測、健康醫(yī)療等領域。
　　由于傳感器節(jié)點的能量消耗一般通過電池來供給，電池能量非常有限且往往不可更換，如何降低無線傳感器網絡能量消耗以及延長網絡生存時間，是無

2、線傳感器網絡主要考慮的問題。而媒體介質訪問控制(MAC)協(xié)議處于無線傳感器網絡協(xié)議的底層，對網絡的能量消耗和傳輸時延等性能有重要的影響。因此本文從MAC協(xié)議出發(fā)，通過研究無線傳感器網絡中一些經典的MAC協(xié)議，找到優(yōu)化MAC協(xié)議的方法來提高網絡的性能。
　　本文主要是針對SMAC協(xié)議的不足做了以下改進:首先，SMAC沒有根據節(jié)點的具體位置而選擇不同的發(fā)射功率，所有節(jié)點采用相同的發(fā)送功率發(fā)送數據，造成了能量的大量浪費。本文提出的PCT

3、A-MAC協(xié)議采用了功率控制思想，根據節(jié)點到所有鄰居節(jié)點的最優(yōu)發(fā)射功率，選取最大值作為自己的發(fā)射功率，能提高能量利用率。其次，SMAC協(xié)議采用固定競爭窗口的退避機制和固定占空比的偵聽睡眠機制，不適合網絡流量的動態(tài)變化。協(xié)議提出了一種新的退避機制，可根據節(jié)點競爭信道的失敗次數動態(tài)調節(jié)競爭窗口的大小，同時對退避時間進行合理處理，可以有效減少節(jié)點碰撞的概率和空閑偵聽的時間，達到節(jié)能的目的。協(xié)議設計了一種可根據緩存隊列的數據個數來動態(tài)調節(jié)占空比