基于ieee 802154 csmaca协议无线传感器网络性能的分析及改进机制

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1、Ph．D．DissertationSubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversityTHESCHEMESOFPERFORML▲NCEANALYSISANDIMPROVEMENTBASEDONIEEE802．15．4CS刑呲AINWIRELESSSENSORNETWORKSAuthor：ZhuJianpingAdvisor：Prof．TaoZhengsuSpecialty：MeasuringandTestingTechnology&InstrumentsSchoolofEl

2、ectronic，InformationandElectricalEngineeringShanghaiJiaoTongUniversityDecember,2012上海交通大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其它个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。粼黼躲棼蚜日期：砂肛年12-

3、FJ诏日上海交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权上海交通大学可以将本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和汇编本学位论文。保密口，在年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密i(请在以上方框内打“4")学位论文作者签日期：年2,op．／2上海交通大学博士学位论文答辩决议书．1删所在测试计量技术及仪器．姓名朱建

4、平学号0080359009学科指导教师陶正苏答辩2012．．12．．27答辩上海交通大学电院2号楼3楼仪器系会议室日期地点‘论文题目’基于IEEE802．15．4CSMACA协议的无线传感器网络性能分析与改进机制投票表决结果：一7，1，7(同意票数／实到委员数／应到委员数)答辩结论：日通过口未通过评语和决议：’～-，。一⋯●一，～⋯-。●。●●●一‘。。‘‘无线传感器网络在工业、环境监测、国防等领域有着广泛的应用前景．朱建平同学的论文针对环境监测网络的能耗、公平性、延时性能等要求，对IEEE80

5、2．15．4标准的CSMA／CA机制进行研究和改进·论文选题具有重要的理论意义和应用价值．．针对无线传感器网络的传输特征，论文采用Markov模型对CSMA／CA机制的访问信道过程的各种影响因素进行了深入研究．论文的主要成果和创新点有：1、提出了同构CSMA／CA的LIB(LinearInreasingBackoff)退避机制．．提高了无线传感器监涮系统的实时性，在网络规模较大的情况下，还改善了网络的吞吐量。降低了能耗．2、提出了异构网络的OSTS／BSTS(OneServiceaTimeSch

6、eme／BulkServiceaT'1IneSchcme)机制·提高了异构网络的实时性和公平性，并且在异构程度较高时，．吞吐量、能耗性能也得到了提高·3、提出了多跳CSMA／CA的MuItiCSMA优化协议，采用HTL算法．降低了隐藏节点对系统性能的影响．避免了重复建立和维护路由所产生的能耗．以上提出的改进协议均通过NS-2仿真实验验证了其有效性．基于CC2430硬件节点和TmyOS操作系统构建的试验系统，对提出的LIB机制的有效性进行了试验验证．论文条理清晰j层次分明，理论分析正确．仿真和实验

7、结果可信．研究内容有创新，提出的机制或协议有应用参考价值．论文反映出作者已经掌握了本学科的基础理论和系统深入的专业知识．具有独立从事科研工作的能力．答辩委员会认为该论文达到7-r"学博士学位论文的要求，一致通过答辩，并建议授予朱建平同学工学博士学位·20

8、2年

9、2旯27B●职务姓名职称单位签名主席杨明教授上海交通大学洲乞^川伤答蔡萍教授上海交通大学蝣雾。辩委员委委员韩韬教授上海交通大学丐苇科员会委员莫固良研究员中航工业上海航空测试技术研究姗庭．成上海购大学删员委员陶正苏教授签委员殷传新正高级高级

10、工程师上海精密科学仪器公司总工程师／么一．^箩名委员赵健康教授上海交通大学彦缈踉一秘书王俊璞助理研究员上海交通大学王j整趣摘要基于IEEE802．15．4CSMA／CA协议的无线传感器网络性能分析与改进机制随着IEEE802．15．4标准的建立，无线传感器网络(WirdessSensorNetworks，WSNs)得到了更为广泛的应用。无线传感器网络是嵌入式系统、无线通信技术、网络技术及微机电系统等学科互相融合、渗透而产生的新技术，广泛使用在军事国防领域、环境监测、交通管理、医疗健康、工商服务、