无线传感器网络动态节能接入协议研究

摘要

本文对无线传感器网络动态节能接入协议进行了研究。该协议以一种新颖的方式在TDMA的基础上叠加了动态分簇和优先级竞争簇头机制。基于时分多址(TDMA)机制使节点在空闲时隙能够及时进入睡眠，大大减少了由空闲侦听引起的能耗；采用分簇算法使所有传感器节点动态集群，形成众多簇，节点可以自由地加入或退出该簇，适应了网络拓扑结构的变化并降低了网络延迟；引入簇头竞争机制均衡了每个传感器节点的能耗，延长了网络的生命周期。

目录

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声明

第一章绪论

1.1引言

1.2课题来源及背景

1.3研究目的和意义

1.4研究内容和主要工作

第二章无线传感器网络简介

2.1无线传感器网络体系结构

2.1.1传感器网络结构

2.1.2传感器节点

2.1.3通信协议栈

2.2无线传感器网络应用

2.2.1军事领域

2.2.2环境科学

2.2.3医疗护理

2.2.4空间探索

2.2.5其他商业应用

2.3无线传感器网络的特点和挑战

第三章无线传感器网络MAC协议

3.1无线传感器网络MAC协议的设计

3.1.1 MAC协议设计的主要性能指标

3.1.2 MAC协议中的能源有效性分析

3.2 MAC协议的分类和描述

3.2.1固定分配类MAC层协议

3.2.2以竞争为基础的MAC协议

3.3节能MAC协议研究的发展趋势及面临的挑战

3.3.1发展趋势

3.3.2面临的挑战

第四章无线传感器网络动态节能接入协议的设计与实现

4.1动态MAC协议设计目标

4.2几种典型支持移动节点的无线网络

4.2.1蜂窝网络

4.2.2 MANET网络

4.2.3 WSN网络

4.3无线传输

4.3.1无线传输基本原理

4.3.2和发射距离相关的能量损耗计算

4.4动态节能接入协议DEE

4.4.1通信组件栈设计

4.4.2移动性处理

4.4.3帧结构

4.4.4簇形成阶段

4.4.5传输阶段

4.5本章小结

第五章仿真及结果

5.1 OPNET仿真工具概述

5.1.1 OPNET产品介绍

5.1.2系统层次化建模方法

5.1.3基于包的通信

5.2仿真设定

5.2.1业务负载设定

5.2.2无线环境设定

5.2.3网络拓扑设定

5.3仿真模型的建立

5.3.1网络拓扑模型

5.3.2节点模型的建立

5.3.3进程模型的建立

5.4协议性能的分析

5.5本章小结

第六章总结与展望

6.1工作总结

6.2未来展望

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢