容迟移动传感器网络MAC与路由协议研究

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1、揍要摘要随蕃数据采集的普遍深入，传统的固定式传感器网络已经不能满足某些应用需求，对移动对象的数据采集要求传感器设备与对象搦绑，以获得更精确地数据。容迟移动传感器网络应运而生。容迟移动传感器网络菇l处于移动状态的传感器节点构成，在节点状态、溪络拓扑、数据传输以及数据汇聚各个方面都具有明显的容迟特性。具体表现在节点地理位置始终变化，网络拓扑高度动态，网络无端到端链路，数据汇聚由‘中间节点的搿存储，转发”来完成。对这种特殊的传感器网络和传统的传感器网络进彳子了比较分析，总结了在容迟环境下应震无线传感器网络技术所带来的新的特点和新的技

2、术难点。着重介绍了异步的基于前导短报文序列的MAC协议×MAC【47】，XMAC的协议体制是现有鹾众C协议体制中最接近予容迟移动传感器网络对鹾AC协议要求豹协议之一，但通过分析可以看出，XMAC所依赖的某些网络假设容迟移动传感器网络仍然无法满足。!由此，在借鉴了XMAC的节能思路的基础上，提出了针对容迟环境设计的接收端发起传输的异步MAC协议0MAC。通过分析0MAC的能量效率，发现L-J“AC在网络流量不重的情况下，达到了很好的性能。由就，设计了超低功耗传感器霹络节点，l—mo

3、e，并搭建了容迟移动传感器霹终实验床。在实验床

4、上实现了L．MAC，并通过～系列的实验证明，L-MAC能够满足容迟移动无线传感器网络对MAC层协议的要求，使用很少的能量完成了移动邻居的捕获和邻居表的更新，并及对建立起通信链路。对实际网络中的节点间接触进行了仔细的观察研究，针对实际应用中节点运动的规律性，提密了基予接触预测酶路毒协议cp币(Con幻clP治蕊c

5、．onbasedRout．ng．ProtocoI)，并编写了容迟移动网络仿真器，扩展了传统的路径点模型，完成了cp∞的性麓仿真。cpp有效控制了躁终中的冗余擐文，降低了节点缓冲区的负担，通过预测的接触时间优化报温传输延

6、时，从而降低了报文在网络中的传输时间，节省了网络的整体能耗，提高了网络生命期。关键字：容迟阏络，无线传感嚣网络，媒体接入控制协议，路由协议，接触，预测AbstractABSTRACTAslong嬲realworldda诅sensing／ga_theringbecomesdeeper，tlIaditionalfixedsenSornetworkc卸rlotsolveall0ftheproblems．Accurate出妇requiredf而mmoVingobjectsneedt0pl锄t∞nS0rS0ntheobjectS锄dmo

7、Vewiththem．Thus，DelayTble豫ntMobileS髓sorNe帆ork(DTMSN)comesint00ursight．DTMSNisconstllJctedbymobile辩nsornodes．Thenodes’mobili劬dyn锄ictopology'highpartition豫te硼dⅡ1e“鼹Ve-forward”datanans危rSn麓ItegymakeSitdin．erentfbmniIditionalnel[wDrks．，Thisdis∞献ioncross一如alysisthispanic

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9、csummarizethemaindi侬renccbetwe朗DTMSN锄dWSNiIlwaysOfne咐od【topolo鼢nodemovemc吣，prolDcol淞sumptionsandtolembility内r亿ult锄ddelay．Afkrt11a‘wein仃0duceas甜鼯of妙picalWSNMACpro白0colsandRDutingpr0妣ols，锄danalysistheiradVan_t

10、ages粕ddisadVantageswhilebeing印plicdinDITMSN．An嬲ynchr0110usshomp豫蚰blebasedMACprotocolcalledXMAC【47】isconsiderst0beo舱ofnleexiStingpro妣ols也at佻thcdelaytoler习mtscenariobeSt．Afterac撤如lstIIdy0nⅫ似C，wefo啪dnlatS0meofme锻s姗ptionst量latX№虻depends册couIdstillnotbcsatisfiedinDTMSN．S

11、o，b嬲ed0nXMAC，weprop0∞anewMACprI)toc0I：L·MAC．LJ从C髑eSamceiVerinitiatedda峪打jms佬rpr0∞sst0local∞ighborSfor咖smi仰er'锄dals0，L-MACh硒如嬲”chrono璐b舔ics