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随着科学技术的迅速发展,无线网络通信技术已广泛应用于人们的日常生活中。由于无线终端由小型电池供电,因此在有限的能源环境下,如何使得用户能充分利用能源,最大化能源利用率已成为无线网络的研究热点。本文根据无线网络MAC层协议,在最大化网络能源利用率下针对节点如何进行竞争服务的问题进行研究,设计有效的数学模型和节能算法,最终达到最大化能源利用率的研究目的。具体研究内容如下：(1)深入研究现有无线网络能源优化算法技术的优缺点,根据现有算法存在的问题开展最大化能源利用率问题的研究。(2)通过分析IEEE802.11EDCA各优先级竞争窗口对于能源利用率的影响,找出各优先级发送概率和能源利用率的关系。针对最优化最小竞争窗口设置问题,提出一种基于节点最优发送概率的EDCA能源优化算法。该算法在保证每类业务QoS条件下,首先求出在最大化能源利用率下的最优发送概率,然后根据节点数目和最优发送概率来优化竞争窗口的大小,实现最优最小竞争窗口设置,从而提高能源利用率。NS2仿真实验结果表明,所提出的基于节点最优发送概率的EDCA能源优化算法可以增加网络能源利用率。(3)根据IEEE802.11EDCA协议中四类优先级业务的数据发送特点,针对不同优先级业务的发送冲突概率,构建了合理的EDCA能源优化模型,并针对模型中优化函数,利用数学工具软件mathematics9.0对所提出的EDCA能源优化模型进行了理论分析和数值验证,说明了模型的正确性。(4)基于EDCA能源优化模型,提出了一种改进的EDCA能源优化算法。该算法根据最大化能源利用率下的最优最小竞争窗口值进行服务竞争,减少网络节点传输碰撞和重传次数,避免网络节点能源浪费,最终提升整体网络能源利用率。NS2仿真实验结果表明,提出能源优化模型和改进的EDCA能源优化算法更加符合EDCA针对不同优先级业务的QoS需求,可以提高网络四类优先级业务节点的能源效率。本文的研究主要是利用全概率理论对IEEE802.11EDCA机制进行能耗模型的建模分析,根据区分不同业务类型的用户,找出能源利用率和每类优先级业务最小竞争窗口之间关系,均衡不同类型业务的服务时间,从而减少数据包重传,避免不必要的能源浪费。本文提出的模型和算法为解决EDCA机制中能源不能充分利用的问题提供了一种新颖的方案,具有一定的科学意义和实用价值。