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集数据采集、处理和通信于一体的无线传感器网络以其低廉的价格、便利的部署方式得到越来越广泛的使用,对传感器网络各个方面的研究也日益成为学术界非常活跃的课题。报头压缩技术可消除报头域中的冗余信息,减少数据传输量,是节约网络能耗、提高网络服务质量的有效途径。本文着重研究传感器网络中的报头压缩算法及实现问题。主要工作包括以下几个方面。(1)在采用GAF拓扑结构的密集传感器网络中,针对MAC协议报头域中MAC地址过长的问题,提出一种分布式的MAC地址分配算法。MAC地址只需要局部唯一而不需要全局唯一,可以对同一MAC地址在不同区域进行空间复用。在GAF算法形成的特殊的虚拟网格拓扑结构中,为节点分配MAC地址时可将簇头节点与簇内节点分开考虑,并对其采取不同的MAC地址分配策略。分别讨论了簇头节点和簇内节点MAC地址空间复用的限制条件及复用方法,并给出分布式的MAC地址分配算法流程。理论分析和模拟实验表明,该算法能有效减少MAC地址长度,在密集网络中算法仍然能够保持良好的性能。(2)在分析TinyOS通信协议栈的结构及其主动消息层和通信层协议的报头特征和可压缩性的基础上,提出一种针对TinyOS主动消息层和通信层协议报头的压缩方案。通过在TinyOS的协议栈中插入压缩层,丢弃报头字段中的冗余信息,可显著减少报头长度,当网络规模较小时,报头压缩率可达到70%以上。该压缩方案可用于实际的传感器网络中,适用于使用多跳路由协议进行数据转发的应用,支持底层通信协议采用IEEE 802.15.4标准的节点,如Micaz,iMote2等节点。(3)设计并实现一个TinyOS中基于Micaz节点的报头压缩原型系统。通过修改TinyOS的系统通信组件CC2420RadioM,在其send命令中实现了报头压缩器,并在其事件RXFIFODone中实现了报头解压器,使TinyOS支持报头压缩功能。基于实验室承担的国家863计划-“异步无线传感器网络环境下的数据压缩关键技术-原型系统”的硬件平台,实现了一个基于Micaz节点的报头压缩原型系统。对比实验显示,该报头压缩原型系统能够在较小的额外存储的代价下有效地减少网络能耗,降低网络丢包率。