基于改进HCPP的共存IEEE 802.15.4网络建模与分析

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1、分类号：TN925.93单位代码：10183研究生学号：2015522030密级：公开吉林大学硕士学位论文（学术学位）基于改进HCPP的共存IEEE802.15.4网络建模与分析ModelingandAnalysisofCoexistingIEEE802.15.4NetworksBasedonImprovedHCPP作者姓名：赵楠专业：通信与信息系统研究方向：宽带无线通信指导教师：迟学芬教授培养单位：通信工程学院2018年6月————————————————————————————————基于改进HCPP的共存IEEE802.1

2、5.4网络建模与分析————————————————————————————————ModelingandAnalysisofCoexistingIEEE802.15.4NetworksBasedonImprovedHCPP————————————————————————————————作者姓名：赵楠专业名称：通信与信息系统指导教师：迟学芬教授学位类别：工学硕士答辩日期：2018年6月2日未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行

3、、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导下，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他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。学位论文作者签名：日期：年月日《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿声明研究生院：本人同意《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》出

4、版章程的内容，愿意将本人的学位论文委托研究生院向中国学术期刊（光盘版）电子杂志社的《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿，希望《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》给予出版，并同意在《中国博硕士学位论文评价数据库》和CNKI系列数据库中使用，同意按章程规定享受相关权益。论文级别：硕士□博士学科专业：通信与信息系统论文题目：基于改进HCPP的共存IEEE802.15.4网络建模与分析作者签名：指导教师签名：年月日作者联系地址（邮编）：吉林省长春市南湖大路5372号(130012)作者联系电话：18204310550摘要基于改进H

5、CPP的共存IEEE802.15.4网络建模与分析IEEE802.15.4通信网络拥有低功率、低能耗的优点。但也恰恰由于这一点，导致了共存无线传感网络在拥挤的ISM(IndustrialScientificMedical)频带上极易相互干扰，造成传输中断或者网络根本无法接入信道的现象。目前，针对于大量共存的IEEE802.15.4网络的随机接入算法存在以下不足之处：网络的分布式接入导致信道侦听周期较长，功耗较高；同时处于侦听状态的网络无法获取彼此的信道选择信息，导致超帧重叠，传输碰撞情况严重。因此，针对大量共存的IEEE802.

6、15.4网络，设计合理的随机接入框架，对提高网络频谱效率极具意义。本文提出一种更新CSMA自准入接入算法提高大量共存IEEE802.15.4网络随机接入的频谱效率。提出空时硬核点过程TS-HCPP(TimeSpace-HardCorePointProcess)建模大量共存IEEE802.15.4网络的自准入接入过程，并通过模拟实验验证TS-HCPP模型的准确性。研究了网络的中断概率、传输容量以及最佳载波侦听阈值。探究了异质业务下的最佳接入参数组合，验证更新CSMA(CarrierSenseMultipleAccess)自准入接入

7、框架的频谱有效性。独立工作和贡献论述如下：(1)本文提高共存IEEE802.15.4网络随机接入频谱效率的有效手段之一是充分利用超帧非活跃的时隙资源进行数据传输。传统的CSMA随机接入算法无法满足这一要求，而且二进制指数退避算法变量较多，不利于参数优化。所以，本文基于更新接入的理论，提出了更新CSMA的自准入接入机制，能够充分利用传感网络超帧非活跃期的时域资源，提高网络接入的频谱效率。同时为解决传统HCPP在建模CSMA网络时存在的并发节点密度低估问题，本文提出了TS-HCPP来建模大量共存IEEE802.15.4网络的自准入接

8、入过程。相比于HCPP，TS-HCPP充分考虑了节点的空时相关性，根据相邻网络的物理距离与侦听半径的关系来判断是否存在强干扰，避免了在网络的侦听范围内根据信道数盲目地选取保留节点，解决了同一侦听范围内的强干扰误判问题。并且，将网络接入过程中没有发生传输碰撞作为筛