| 【中文题名】 | 传感器网络低功耗双信道MAC协议的设计与仿真 |
| 【英文题名】 | Design and Simulation of Low Power Dual-channel MAC for Wireless Sensor Networks |
| 【学科专业】 | 控制理论与控制工程 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-10-25 |
| 【中关键词】 | 无线传感器网络,低功耗,双信道,MAC协议,时间同步,NS2 |
| 【英关键词】 | WSN,low power,dual-channel,MAC protocol,time synchronization,NS2, |
| 【分类导航】 | 工业技术>无线电电子学、电信技术>无线通信>移动通信>> |
| 【论文摘要】 |
本论文以重庆市自然科学基金项目《面向三维空间的无线传感器网络最优覆盖策略研究》和博士点基金项目《传感器网络路由协议自适应机制研究》为选题背景。本文针对无线传感器网络的MAC层进行研究与探索,对主流的传感器网络时间同步算法和各种MAC层协议(包括单信道和多信道MAC协议)进行了分析和研究,并提出一个低功耗双信道MAC协议,最后采用网络仿真工具NS2进行了仿真。通过对协议仿真结果的分析和比较,得到相应协议的性能评估报告,为项目实施过程中协议的选择和开发提供了决策性依据。本文的主要研究工作和成果概括如下:
1、对无线传感器网络技术进行了概述,对无线传感器网络技术的研究现状和发展趋势进行了归纳和总结,指出了无线传感器网络存在的问题和本文拟解决的方面。
2、针对无线传感器网络的时间同步问题进行研究,给出了传感器节点的时间模型和时间速率同步与时间偏差同步的关系,并研究了几种典型的无线传感器网络时间同步协议算法。
3、针对无线传感器网络的MAC协议进行研究,指出了传感器网络MAC协议所面临的问题和挑战,将现有的MAC协议进行了分类,并研究了几种典型的传感器网络MAC协议。
4、结合... |
| 【论文题纲】 |
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中文摘要 |
3-4 |
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英文摘要 |
4-8 |
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1 引言 |
8-17 |
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1.1 传感器网络的基本概念 |
8-9 |
|
1.2 研究现状 |
9-12 |
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1.3 问题和现状 |
12-13 |
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1.4 前景及应用 |
13-14 |
|
1.5 性能分析 |
14-15 |
|
1.6 本文组织方式 |
15-17 |
|
2 时间同步技术 |
17-33 |
|
2.1 时间同步的基本概念 |
17-19 |
|
2.2 无线传感器网络同步需求 |
19-21 |
|
2.2.1 传感器网络的时间同步的标准 |
19-20 |
|
2.2.2 传感器网络时间同步的应用 |
20 |
|
2.2.3 传感器网络时间同步机制性能参数 |
20-21 |
|
2.3 系统时钟同步模型 |
21-22 |
|
2.4 同步技术及分类 |
22-27 |
|
2.4.1 同步分类 |
22-23 |
|
2.4.2 节点间时间同步技术分类 |
23-27 |
|
2.5 各种同步机制 |
27-31 |
|
2.6 小结 |
31-33 |
|
3 无线传感器网络MAC 协议 |
33-47 |
|
3.1 无线传感器网络MAC 的介绍 |
33-36 |
|
3.1.1 无线传感器网络流量特点 |
33-34 |
|
3.1.2 无线传感器网络典型的节点结构 |
34-35 |
|
3.1.3 隐藏终端和暴露终端问题 |
35-36 |
|
3.2 无线传感器网络的能量消耗分析及损耗原因 |
36-37 |
|
3.3 现有的MAC 层协议分类 |
37-46 |
|
3.3.1 基于时分复用的MAC 层协议 |
38-41 |
|
3.3.2 基于竞争的MAC 协议 |
41-45 |
|
3.3.3 其他MAC 层方案 |
45-46 |
|
3.4 小结 |
46-47 |
|
4 低功耗双信道MAC 协议设计及仿真 |
47-64 |
|
4.1 总体设计 |
47-48 |
|
4.2 时间同步算法设计 |
48-50 |
|
4.2.1 成对节点时间间同步 |
48 |
|
4.2.2 全网络节点时间同步 |
48-50 |
|
4.3 MAC 层设计 |
50-53 |
|
4.4 时间同步性能分析 |
53-54 |
|
4.5 MAC 层性能分析 |
54-58 |
|
4.6 仿真 |
58-63 |
|
4.6.1 NS2 仿真流程 |
58-59 |
|
4.6.2 时间同步仿真及结果分析 |
59-61 |
|
4.6.3 MAC 协议仿真及结果分析 |
61-63 |
|
4.7 小结 |
63-64 |
|
5 总结 |
64-65 |
|
致谢 |
65-66 |
|
参考文献 |
66-71 |
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附录 攻读硕士学位期间发表文章 |
71 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.385915 |
