無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)多信道MAC協(xié)議MCMS的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域一個(gè)新的研究熱點(diǎn)，它在諸如地理探測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、國(guó)防軍事、精細(xì)農(nóng)業(yè)以及運(yùn)輸業(yè)、工業(yè)、商業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域的廣闊應(yīng)用前景引起了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的高度重視。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)主要包括MAC協(xié)議、路由協(xié)議、低功耗技術(shù)、數(shù)據(jù)融合、網(wǎng)絡(luò)管理、定位和安全等。其中，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的MAC協(xié)議直接控制物理層并向網(wǎng)絡(luò)層提供服務(wù)，對(duì)傳感器網(wǎng)絡(luò)的性能有極大影響，是保證傳感器網(wǎng)絡(luò)高效通信的關(guān)鍵點(diǎn)和難點(diǎn)之一。本文主要針對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的

2、MAC協(xié)議展開了研究。 本文通過(guò)深入研究Ad hoc網(wǎng)絡(luò)和傳感器網(wǎng)絡(luò)中各種經(jīng)典的單信道和多信道MAC協(xié)議，總結(jié)出了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的信道特征，并針對(duì)此特征設(shè)計(jì)了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的一種多信道MAC協(xié)議MCMS(Multi—Channel MAC for Sensor networks)。該協(xié)議通過(guò)有效地融合動(dòng)態(tài)信道分配機(jī)制、信道準(zhǔn)預(yù)留機(jī)制、短幀機(jī)制和功率控制機(jī)制，在保證一定能量有效性的基礎(chǔ)上，達(dá)到了降低網(wǎng)絡(luò)的丟包率、提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量和提

3、升抗干擾性能的目的。 本文首先回顧了傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究背景、傳感器網(wǎng)絡(luò)的特征、應(yīng)用領(lǐng)域、當(dāng)前國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，隨后，本文研究了傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議的面臨的問(wèn)題，并深入分析了一些經(jīng)典的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議特點(diǎn)。然后，在繼承和改進(jìn)多種經(jīng)典協(xié)議的基礎(chǔ)上，本文設(shè)計(jì)了針對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的多信道MAC協(xié)議MCMS。最后，本文在SCINs實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)了MCMS協(xié)議，并通過(guò)大量實(shí)測(cè)驗(yàn)證了MCMS協(xié)議的性能。 分析結(jié)果和實(shí)測(cè)結(jié)果