無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)能協(xié)議研究

【摘要】：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的能量主要由電池供給,能量嚴(yán)重受限。因此,設(shè)計(jì)新的更加節(jié)能的協(xié)議來(lái)支持無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行,使網(wǎng)絡(luò)的有效生存時(shí)間盡可能延長(zhǎng)成為了當(dāng)前的研究熱點(diǎn)之一。本文針對(duì)延長(zhǎng)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的有效生存時(shí)間這一問題展開以下兩個(gè)方面的研究: 第一,深入研究了MAC層協(xié)議,針對(duì)SMAC協(xié)議存在的不能根據(jù)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)流量的大小自適應(yīng)調(diào)整占空比的問題提出了改進(jìn)協(xié)議——S-smac協(xié)議,使無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)具有了自適應(yīng)偵聽功能,并且節(jié)點(diǎn)能夠根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的繁忙程度動(dòng)態(tài)地調(diào)整占空比。 第二,對(duì)網(wǎng)絡(luò)層的DSR路由協(xié)議進(jìn)行了深入的研究,并以該協(xié)議為基礎(chǔ),提出改進(jìn)的負(fù)載均衡策略。針對(duì)DSR協(xié)議只考慮源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)之間的最小跳數(shù),而沒有考慮節(jié)點(diǎn)的剩余能量問題,我們提出了新的改進(jìn)方案——E-DSR協(xié)議:當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中某個(gè)節(jié)點(diǎn)的能量由于消耗過快,進(jìn)入危險(xiǎn)期時(shí),該節(jié)點(diǎn)會(huì)自動(dòng)向數(shù)據(jù)發(fā)送源節(jié)點(diǎn)發(fā)送一個(gè)請(qǐng)求包,這個(gè)包中包括該節(jié)點(diǎn)的地址和剩余能量信息。源節(jié)點(diǎn)在收到這個(gè)包后會(huì)更新路由緩存表,并根據(jù)每條路由的跳數(shù)和剩余能量重新選擇最佳路由。 通過搭建NS-2仿真場(chǎng)景,我們獲得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí),表明改進(jìn)后的協(xié)議比原協(xié)議在節(jié)能、均衡負(fù)載、時(shí)延等方面有了一定的改善。 【關(guān)鍵詞】：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò) 低能耗 自適應(yīng)偵聽 SMAC協(xié)議 DSR協(xié)議
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號(hào)】：TP212.9;TN915.04
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-17
• 1.1 引言9-10
• 1.2 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的簡(jiǎn)介10-12
• 1.2.1 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)概念10
• 1.2.2 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用10-12
• 1.3 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究現(xiàn)狀12-13
• 1.4 當(dāng)前研究的熱點(diǎn)問題13-15
• 1.5 本文的研究工作15
• 1.6 本文的結(jié)構(gòu)安排15-17
• 第2章 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的概述17-28
• 2.1 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成17-19
• 2.2 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)19-20
• 2.2.1 平面網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)19
• 2.2.2 聚類分層的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)19-20
• 2.2.3 Mesh 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)20
• 2.3 無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)20-22
• 2.4 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議結(jié)構(gòu)模型22-27
• 2.4.1 物理層22-23
• 2.4.2 數(shù)據(jù)鏈路層23-24
• 2.4.3 網(wǎng)絡(luò)層24
• 2.4.4 傳輸層24-25
• 2.4.5 應(yīng)用層25-26
• 2.4.6 三個(gè)管理平面26-27
• 2.5 本章小結(jié)27-28
• 第3章 基于SMAC 協(xié)議的改進(jìn)算法28-40
• 3.1 MAC 層節(jié)能協(xié)議分析28-32
• 3.1.1 IEEE 802.11 協(xié)議28-29
• 3.1.2 PAMAS 協(xié)議29
• 3.1.3 SMAC 協(xié)議29-30
• 3.1.4 T-MAC 協(xié)議30-31
• 3.1.5 D-MAC 協(xié)議31-32
• 3.2 SMAC 協(xié)議的工作機(jī)制和能量損耗問題32-35
• 3.2.1 SMAC 協(xié)議的工作機(jī)制32-34
• 3.2.2 能量損耗問題34-35
• 3.3 SMAC 協(xié)議的改進(jìn)35-39
• 3.3.1 描述節(jié)點(diǎn)通信狀況的性能指標(biāo)35-36
• 3.3.2 S-Smac 協(xié)議的具體改進(jìn)思想36-39
• 3.4 本章小結(jié)39-40
• 第4章 基于DSR 協(xié)議的路由選擇改進(jìn)算法40-48
• 4.1 網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議的分析40-42
• 4.1.1 DSR 協(xié)議41-42
• 4.1.2 AODV 協(xié)議42
• 4.2 DSR 協(xié)議的工作機(jī)制與負(fù)載均衡問題42-44
• 4.2.1 DSR 協(xié)議的工作機(jī)制42-43
• 4.2.2 負(fù)載均衡問題43-44
• 4.3 DSR 協(xié)議的改進(jìn)44-47
• 4.3.1 新算法的具體改進(jìn)思想44-47
• 4.4 本章小結(jié)47-48
• 第5章 仿真實(shí)驗(yàn)與結(jié)果分析48-63
• 5.1 NS-2 仿真工具介紹48-51
• 5.1.1 NS-2 簡(jiǎn)介48-50
• 5.1.2 NS-2 的仿真步驟50-51
• 5.2 S-smac 協(xié)議與E-DSR 協(xié)議的程序?qū)崿F(xiàn)51-54
• 5.2.1 S-smac 協(xié)議的程序?qū)崿F(xiàn)51-53
• 5.2.2 E-DSR 協(xié)議的程序?qū)崿F(xiàn)53-54
• 5.3 S-smac 協(xié)議的仿真實(shí)驗(yàn)與結(jié)果分析54-58
• 5.4 E-DSR 協(xié)議的仿真實(shí)驗(yàn)與結(jié)果分析58-62
• 5.5 本章小結(jié)62-63
• 結(jié)論63-65
• 參考文獻(xiàn)65-70
• 攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果70-71
• 致謝71-72
• 作者簡(jiǎn)介72

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