能量有效的移动无线传感器网络MAC协议研究

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无线传感器网络是一种特殊的自组织网络,具有广泛的应用前景。介质访问控制(MAC)协议是保证无线传感器网络高效通信的关键网络协议之一,其性能好坏直接关系到无线信道的利用效率和整个网络的性能。因此,研究适用于无线传感器网络的MAC协议具有重大的理论及实践意义。在一些实际应用环境当中,节点总是处在移动中,但现有的MAC协议大都是基于节点处在静止状态这一前提下设计的。而对于移动无线传感器网络而言,当节点移动到一个新的簇内时,它需要及时能量有效地适应相对应虚拟簇的监听/睡眠调度。本文针对移动无线传感器网络MAC协议进行研究和设计,在S-MAC协议的基础上,提出了一种能量有效的移动无线传感器网络的MAC协议(EM-MAC)。本文针对典型的无线传感器网络MAC协议做了分析对比以及其对移动性的支持程度分析研究,总结各自的不足之处,为研究适用于移动无线传感器网络的MAC协议奠定了基础。本文设计的EM-MAC协议,首先对同步包增加了新的区域,从而能够判断出节点的移动方案,然后采用能量有效地二次监听和灵活的调度自适应两个主要方法,并且利用在虚拟簇之间边界节点的调度信息,进而实现移动节点更有效的、更快速的监听/睡眠调度自适应。通过NS2仿真实验表明:在移动无线传感器网络中,EM-MAC协议比S-MAC协议在能量有效性、延迟、吞吐量性能方面有较好的提高。
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