無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中基于空間相關(guān)性的MAC協(xié)議研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)通常部署密集，這樣，空間上鄰近的節(jié)點(diǎn)傳感到的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出一定的相關(guān)性。挖掘無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中存在的空間相關(guān)性，并將其應(yīng)用到MAC協(xié)議中，由此設(shè)計(jì)出適合無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的MAC協(xié)議，對(duì)改善無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的性能具有重要意義。本文研究基于空間相關(guān)性的MAC協(xié)議，主要工作包括以下幾個(gè)方面：
　　 一、概述了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究現(xiàn)狀，包括體系結(jié)構(gòu)、特征和典型應(yīng)用；在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步綜述了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的MAC協(xié)議，歸納了M

2、AC協(xié)議的主要研究?jī)?nèi)容和當(dāng)前的研究熱點(diǎn)，重點(diǎn)分析和比較了兩種基于空間相關(guān)性的MAC協(xié)議。
　　 二、提出了一種基于節(jié)點(diǎn)重要性和空間相關(guān)性的MAC協(xié)議(NISC-MAC)。該協(xié)議將數(shù)據(jù)相關(guān)性小的節(jié)點(diǎn)，即數(shù)據(jù)差異大的節(jié)點(diǎn)定義為重要節(jié)點(diǎn)，并賦予其高的優(yōu)先權(quán)。優(yōu)先權(quán)高的節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)的概率大，退避時(shí)間短，從而能優(yōu)先的競(jìng)爭(zhēng)到信道。把這些重要性節(jié)點(diǎn)選定為代表性節(jié)點(diǎn)，確保其采集的數(shù)據(jù)能夠發(fā)送到Sink節(jié)點(diǎn)。這樣在去除數(shù)據(jù)空間相關(guān)性的同時(shí)，又保證

3、了數(shù)據(jù)整體有效。仿真實(shí)驗(yàn)表明，我們提出的NISC-MAC協(xié)議在較低的能耗和傳輸延時(shí)下確保了數(shù)據(jù)的整體有效性。
　　 三、提出了一種基于空間相關(guān)性和數(shù)據(jù)匯聚的低延時(shí)MAC協(xié)議(SD—MAC)。SD.MAC協(xié)議基于空間相關(guān)性選擇代表性節(jié)點(diǎn)，代表性節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，其他節(jié)點(diǎn)進(jìn)入休眠狀態(tài)；所有的節(jié)點(diǎn)形成一顆匯聚樹，采用交錯(cuò)的MAC調(diào)度機(jī)制，將數(shù)據(jù)傳送到Sink節(jié)點(diǎn)。代表性節(jié)點(diǎn)的選擇和交錯(cuò)調(diào)度機(jī)制減少了數(shù)據(jù)發(fā)送量和數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)的碰撞，從而大大