WSN中多频分簇的动态TDMA资源分配算法分析

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2、检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签名：导师签名：日期：年月摘要摘要本论文研究无线传感器网络组网技术，研究适合于无线传感环境的分布式网络体系结构，研究媒体接入控制协议并设计分布式网络分簇算法，并在OPNETModeler上实现上述算法与协议的设计和验证，同时完成对算法与协议的性能评估。提出了具有分层结构的分布式网络。将网络分为三层：第一层为后端节点，对下层的节点进行统一的控制和管理；第二层为簇首节点，对簇内节点进行组织和管理；第三层为簇内节点。设计了结构化的网络编址体系

3、，支持分簇结构。为了避免不同簇间节点通信的相互干扰，采用多个不同的频点，分别用于簇内的通信以及簇间通信。簇内采用的通信频点由簇首指定；簇间通信采用指定频点。设计了TDMA媒体接入控制协议，将时间划分为多个时帧，多个时帧构成一个时圆。每个时帧具有相同的结构，都被划分为多个时隙。节点的数据帧在每个时隙中进行传输。时隙分为控制时隙、控制反转时隙和数据时隙三类，前两者用于传输控制帧，后者用于传输数据帧。分析了物理层实际数据率与业务传输时延的关系。设计了多频分簇与时隙分配的MAC算法。首先，由簇首发起邀请；然后，普通节点在收到邀请后，向簇首请求加

4、入簇；最后，簇首在具有空闲资源时，为普通节点分配指定时隙资源，并同意普通节点加入簇。在整个组网过程，节点始终对逆向路由进行学习。设计了分层路由算法，支持网络动态重构。在簇内采用链路状态路由协议。在簇间采用按需链路状态路由协议，簇间路由协议后端节点激活，避免网络常时间进行远距离通信。采用OPNETModeler对所提算法和协议进行了仿真验证，结果表明所提算法和协议实现了分簇协议、动态时隙分配算法、快速建网以及分层路由协议。组网与通信过程性能良好。关键词：WSN网络；多频分簇协议；TDMA动态资源分配；分层路由协议IAbstractAbst

5、ractThisthesisresearchesuponnetworkingtechnologiesforWirelessSensorNetwork.Thenetworkarchitectureandthemediumaccesscontrolprotocolisstudiedforthenetwork,andaclusteringalgorithmisdesigned.OPNETModelerisusedtoimplementandverifytheproposedalgorithmsandprotocols,andtheperfor

6、manceofthealgorithmsandprotocolsareevaluated.Amultiple-layerstructureispresentedfordistributedWirelessSensorNetwork.Threelayersaredefinedforthenetwork.Thefirstlayerconsistsofabackendnode,whichcontrolsandmanagesthenodesinthelowerlayers.Thesecondlayerconsistsofclusterheads

7、,whichorganizeandmanageclustermembers.Thethirdlayerconsistsclustermembers.Astructurednetworkaddressingsystemisdesigned,whichsupportstheclusteredstructureofthenetwork.Topreventco-channelinterferenceamongnodesindifferentclusters,multiplefrequenciesareadopted,whichareassign

8、edforintra-clusterandinter-clustercommunications.Thefrequenciesforintra-clustercommunicationsareassigne