一种有预约机制的S-MAC-S-MAC/F

摘要

无线传感器网络是一种由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成，通过无线通信方式形成的一个用作信息收集、融合、并发送给观察者的多跳自组织的网络系统。 S-MAC协议是一种适用于无线传感器网络的基于竞争的MAC协议。在S-MAC中，通过周期性休眠/侦听机制，达到了节约能量的目的；使用RTS/CTS握手机制，有效地避免了传输中可能出现的冲突，以及隐藏终端和暴露终端问题；引入了自适应侦听，很好地解决了由于节点休眠带来的通信延迟问题。但是，自适应侦听中，要求每个收到CTS的节点都在当前通信结束后保持侦听，这样会带来对能量的无谓的浪费。 针对这个问题，本文提出了一种改进后的S-MAC——一种有预约机制的S-MAC(S-MAC/F)协议。该协议通过在RTS和CTS帧中加入一个地址，可以让侦听到CTS帧的节点在收到CTS后立即知道当前通信结束后的下一跳节点地址，然后决定自己是在当前通信结束后激活，或是保持较长时间的休眠，以达到降低能量消耗，改善网络延迟和网络吞吐量，避免冲突和串音干扰的问题。

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文摘

英文文摘

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第一章绪论

1.1研究背景

1.2研究内容及本文所做的工作

1.3本文的组织结构

第二章无线传感器网络概述

2.1无线传感器网络基本概念

2.1.1无线传感器网络结构

2.1.2无线传感器网络协议栈

2.2无线传感器网络的特征

2.2.1与传统无线网络的区别

2.2.2无线传感器网络的限制

2.2.3无线传感器网络的特点

2.3无线传感器网络的应用

2.3.1军事应用

2.3.2环境检测和预报系统

2.3.3医疗护理

2.3.4建筑物状态监控

2.3.5其他方面的应用

2.4无线传感器网络的关键技术

2.4.1网络拓扑控制

2.4.2网络协议

2.4.3网络安全

2.4.4时间同步

2.4.5定位技术

2.4.6无线通信技术

2.4.7嵌入式操作系统

2.4.8应用层技术

2.4.9数据融合

2.4.10数据管理

第三章无线传感器网络中的MAC协议

3.1无线传感器网络MAC协议概述

3.2几种主要的无线传感器网络MAC协议

3.2.1基于竞争的MAC协议

3.2.2基于时分复用的MAC协议

3.2.3其他类型的MAC协议

3.3 802.15.4标准

3.4本章小结

第四章一种基于S-MAC的协议-有预约机制的S-MAC

4.1理论背景

4.2协议描述

4.2.1周期性侦听和休眠

4.2.2冲突和串音干扰的避免

4.2.3消息传递

4.2.4预约机制

第五章性能分析及仿真

5.1协议性能分析

5.2协议性能仿真

第六章本文小结

致谢

参考文献

论文发表情况