基于功率控制的无线传感器网络多信道mac协议研究

《基于功率控制的无线传感器网络多信道mac协议研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号：TN91UDC：621．39密级：编号：2011122工学硕士学位论文基于功率控制的无线传感器网络多信道MAC协议研究硕士研究生：朱辉指导教师：梁英副教授学科、专业：通信与信息系统沈阳理工大学2014年3月分类号：TN91UDC：621．39工学硕士学位论文密级：编号：2011122基于功率控制的无线传感器网络多信道MAC协议的研究硕士研究生：指导教师：学位级别：学科、专业：所在单位：论文提交日期：论文答辩日期：朱辉梁英副教授工学硕士通信与信息系统沈阳理工大学2013年12月2014年3月学位授予单位：沈阳理工大学Class

2、ificationIndex：TN91U．D．C：621．39AThesisfortheDegreeofM．Eng．ResearchofMultiple--ChannelMACProtocolsBasedonPowerContr01forWirelessSensorNetworkCandidate：ZhuHuiSupervisor：Dr．LiangYingAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：CommunicationandInformationSystemDa

3、teofSubmission：December,2013DateofExamination：March，2014University：ShenyangLigongUniversity沈阳理工大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中己注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己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

4、。．作者(签字)：茸姥学日期：≯脚年弓月￡口日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解沈阳理工大学有关保留、7使用学位论文的规定，即：沈阳理工大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权沈阳理工大学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、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：串镭H。期：谚妒务；矶m指导教师签名：缘误日期：沙z驴旁；纡∥旧沈阳理工大学硕士学位论文摘要无线传感器网络由大量能够感知、处理

5、以及收发数据的微型传感器组成，拓扑结构自组织的网络。从而实现对监测对象的实时监测、感知并将信息传输到管理平台的任务。相比于传统网络，WSN(无线传感器网络)提高了监测的面积和性能，在国防、环境、医疗、救灾等领域已有广泛应用。MAC层协议负责无线媒介的接入与分配，是通信过程中的核心支撑技术之一。在实际应用中，无线传感器网络受到节点能量、带宽资源以及通信环境等条件的限制，因此在设计MAC协议时，如何以高效的能量和带宽利用率将数据从源节点传输至基站成为协议设计的主要目标。虽然目前已经有许多学者对大规模网络的多信道MAC协议进行了研究，也取

6、得了显著的成效，但是还是存在着一些问题。多信道MAC协议虽然在网络吞吐量上有很大优势，但是频繁的信道切换和繁重的控制包开销造成了很大的能量浪费，并且导致数据包不能及时传送而产生较大的延迟；另外，无线传感器节点的能量有限，过多的能量消耗会使节点过早死亡，从而影响整个网络的连通性。如何在降低节点能耗的同时保证网络数据传输的性能是无线传感器网络的关键问题之一。因此，寻找一种有效的多信道分配策略并对整个网络进行功率控制是很有必要的。本文结合无线传感器网络的发展现状，在网络吞吐量、传输延迟和能量效率等几个性能指标方面，对MAC算法进行深入研究

7、，主要工作为：查阅现有的文献以及国内外相关的参考资料，在WSN工作中的能耗、网络吞吐量及传输延迟等性能方面进行分析，论述了在大规模无线传感器网络中，多信道MAC算法在网络容量方面的优势，并指出现有MAC算法存在的不足和需要进一步解决的问题；信道分配阶段，现有多信道MAC协议存在频繁转换信道的问题，造成能量的浪费。针对这一情况，改进了一种接收节点优先选择数据信道，发送节点跟随的多信道分配机制。接收节点收到发送节点的RTS请求后比较收到的信道使用列表与本地的信道使用列表，选择一个空闲的信道作为数据传输用，发送节点随后转换到该数据信道；信

8、道选择阶段，若接收节点不在控制信道上，就收不到发送节点发来的沈阳理工大学硕士学位论文RTS包，握手协商失败，这样就造成能量的浪费。针对这种情况，提出了邻节点通知策略可以很好地缓解这种情况，由收到RTS包的邻节点发送NCTS包以通知发送