基于低延时的无线传感器网络mac协议研究

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1、单位代码：10293密级：专业学位硕士论文论文题目：基于低延时的无线传感器网络MAC协议研究学号1211042818姓名 周赟导师 章韵教授专业学位类别 工程硕士类型全日制专业（领域） 软件工程论文提交日期二零一四年五月万方数据ResearchofMACProtocolinWirelessSensorNetworksBasedonLow-latencyThesisSubmittedtoNanjingUniversityofPostsandTelecommunicationsfortheDegreeofMasterofMasterofEngineeringByZhouYunS

2、upervisor:Prof.ZhangYunMay2014万方数据南京邮电大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京邮电大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人学位论文及涉及相关资料若有不实，愿意承担一切相关的法律责任。研究生签名：_____________日期：____________南京邮电大学学位论文使用授权声明本

3、人授权南京邮电大学可以保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子文档；允许论文被查阅和借阅；可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索；可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文。本文电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。论文的公布（包括刊登）授权南京邮电大学研究生院办理。涉密学位论文在解密后适用本授权书。研究生签名：____________导师签名：____________日期：_____________万方数据摘要无线传感器网络是一个由传感器节点大规模部署所形成的网络。由于传感器节点通信带宽有限，故研究高效介质访问控制协议协调局部范围内信道分

4、配是设计传感器网络的重点问题。同时，由于降低无线传感器网络能耗会引起网络延时，严重影响数据传输的效率，因此如何降低网络延时也是研究的重点问题。无线传感器网络介质访问控制协议降低延时的类型分为两类：点到点延时和端到端延时。本文针对SMAC-AL协议降低点到点延时效率不高的缺点，提出了一种先进适应性监听机制，该机制使得单个周期内数据传输不再受两跳限制；针对SMAC-AL协议能量消耗大的缺点，提出了一种新的周期循环机制，保证原有周期长度不变情况下，减少监听阶段长度并在监听阶段之前加入一个竞争阶段，在竞争阶段只有有数据发送的节点处于唤醒状态，其它节点继续处于睡眠状态，以此来节省节点

5、的能量。本文在OPNET仿真平台上实现了改进后的协议，并在不同拓扑下比较了改进后协议与IEEE802.11协议和SMAC-AL协议的优劣性。仿真结果显示，对于需要多跳转发的大型网络，改进后协议的网络平均延时明显优于SMAC-AL协议，但是网络平均能耗稍微变大；对于小型的传感器网络，改进后的协议网络平均能耗更低。由于IEEE802.11协议是针对传统无线网络，它与其它协议相比有较高的平均能耗和较低的平均延时。关键词:无线传感器网络，介质访问控制协议，低延时I万方数据AbstractWirelesssensornetworkisanetworkformedbythelarge-

6、scaledeploymentofsensornodes.It’simportantthatstudiedefficientMACprotocolcoordinatelocalscopechannelallocationofthesensornodes,becausethesensornodecommunicationbandwidthislimited.Meanwhile,theefficiencyofdatatransmissiongoestobadduetoreduceenergyconsumptionofwirelesssensornetwork,sohowtore

7、ducethenetworkdelayisalsoneedtostudythefocusproblem.MACprotocolofwirelesssensornetworkdecreasingtimedelayisclassifiedintotwocategories:point-to-pointdelayandend-to-enddelay.Inordertosolvethelowefficiencyofdecreasingpoint-to-pointdelayintheSMAC-ALprotocol,thist