無線傳感器網絡多信道MAC協(xié)議研究——面向智能樓宇應用.pdf

1、無線傳感器網絡是由密集部署的感知節(jié)點構成的“智能”自治測控網絡系統(tǒng)，其應用非常廣泛。智能樓宇監(jiān)測網絡是一種典型的多傳感器密集部署無線傳感器網絡，需要在低功耗條件下實現(xiàn)重負載數據的高效傳輸。無線傳感器網絡多信道媒體接入控制(MAC)協(xié)議具有較高的并行通信能力，適合于多傳感器密集部署具有重負載特點的無線感知監(jiān)測應用。然而，現(xiàn)有的無線傳感器網絡多信道MAC協(xié)議還不能完全滿足此類場景對吞吐量和延時等性能的需求，因此有必要進行研究。
　　本

2、論文對現(xiàn)有無線傳感器網絡多信道MAC協(xié)議進行了深入分析和研究，通過改進和設計包括信道分配，信道接入和跨層傳輸調度等在內的通信機制，提高了數據吞吐量并降低了傳輸延時，實現(xiàn)了適合于智能樓宇重負載場景的多信道MAC協(xié)議。論文的主要工作和貢獻如下:
　　1.改進設計了一種滿足多傳感器重負載場景的高效信道分配算法(TGCA)，解決了現(xiàn)有多信道MAC協(xié)議信道分配與負載分布不均衡的問題，提升了多信道MAC協(xié)議的數據吞吐量。仿真結果顯示，在100

3、個節(jié)點的隨機網絡和4個可用信道的場景下，TGCA的數據吞吐量比GBCA提升了16％以上。
　　2.通過實驗分析了接收節(jié)點缺失問題對多信道MAC協(xié)議性能的影響，并針對在重負載情況下因接收節(jié)點缺失而導致的數據丟包問題，提出了一種支持可靠通信的多信道接入機制(PCP)，提升了多信道MAC協(xié)議的數據傳輸接收率。仿真結果顯示，在100個節(jié)點的隨機網絡和4個可用信道的場景下，PCP的數據接收率比SCP提升19％以上。
　　3.針對智能樓

4、宇突發(fā)事件監(jiān)測應用的需求，改進設計了一種支持雙路徑傳輸的多信道跨層傳輸機制(EEDP)，降低了突發(fā)批量數據的采集延時。仿真結果顯示，與LEMR-multichannel的跨層傳輸機制相比，在7×7的網格網絡及多流突發(fā)負載場景下采集60KB數據，EEDP的采集延時減少了27％以上。
　　論文綜合以上研究內容，通過搭建硬件平臺，實現(xiàn)了面向智能樓宇重負載高效傳輸需求的多信道MAC協(xié)議，并在實際樓宇環(huán)境下進行了組網驗證。實測結果表明，本論