竞争型无线传感器网络MAC层协议性能分析与优化

竞争型无线传感器网络MAC层协议性能分析与优化作者：宋渊，赵力强，张海林，SONGYuan，ZHAOLi-qiang，ZHANGHai-lin作者单位：宋渊,张海林,SONGYuan,ZHANGHai-lin(西安电子科技大学综合业务网理论及关键技术国家重点实验室,陕西西安,710071)，赵力强,ZHAOLi-qiang(西安电子科技大学综合业务网理论及关键技术国家重点实验室,陕西西安,710071;英国贝德福德大学应用计算研究院无线网络设计中心,贝德福德,鲁顿)刊名：电脑与信息技术英文刊名：COMPUTERANDINFORMATIONTECHNOLOGY年，卷(期)：2008，16(2)被引用次数：0次参考文献(7条)1.ZhaoLiqiang.ZhangHailinTCPperformanceanalysisandenhancementofIEEE802.11WLAN[期刊论文]-ChineseJournalofComputers2005(11)2.ANSI/IEEE802.11-1999.WirelessLANMediumAccessControl(MAC)andPhysicalLayer(PHY)Specification20033.YeW.HeidemannJ.EstrinDAnenergy-efficientMACprotocolforwirelesssensornetworks20024.JHJosephPolastre.DCullerVersatilelowpowermediaaccessforwirelesssensornetworks20045.El-Hoiydi,A.Decotignie,J.-DWiseMAC:anultralowpowerMACprotocolforthedowniinkofinfrastructurewirelesssensornetworks20046.G.BianchiPefformanceAnalysisoftheIEEE802.11DistributedCoordinationFunction2000(03)7.ZhaoLiqiang.FanChangxinEnhancementofQoSdifferentiationoverIEEE802.11WLAN2004(08)相似文献(5条)1.期刊论文王卫亚.陈继川.李伟兵.陈冬冬.WANGWei-ya.CHENJi-chuan.LIWei-bing.CHENDong-dong高速公路气象监测无线传感器网络路由策略-西北大学学报（自然科学版）2008,38(5)目的研究高速公路气象监测无线传感器网络双向数据传输、多点数据接收的路有协议.方法针对高速公路气象监测无线传感器网络线形部署的特点,分析数据传输的要求和类型,研究现有WSN路由协议的特点,尤其是定向扩散路由协议,通过对现有路由协议的改进,提出满足双向传输的WSN路由协议.结果提出了基于定向扩散路由协议(DD)的双向无线传感器网络路由协议(BDD),实现了高速公路气象监测数据的多点传输.结论经仿真测试,该路由协议具有实现简单、工作可靠稳定,能满足高速公路气象监测数据双向传输的要求.2.学位论文宋渊无线传感器网络MAC协议研究及性能优化2008无线传感器网络就是由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成，通过无线通信方式形成的一个多跳自组织网络。由于无线传感器一般依赖电池供电，节点数量大，单个节点资源有限，有效节省能源是无线传感器网络MAC协议设计的首要目标。所以，如何减少不必要的能量消耗来提高能量有效性便成为无线传感器网络的重要研究课题之一。现有竞争型无线传感器网络MAC层协议的主要设计思路是通过牺牲系统性能来换取能量的节省。尽管这样做在一定程度上达到了节能的效果，但是较低的系统性能也会带来一些问题。本文首先对无线传感器网络的主要特点和组成进行了介绍，给出了无线传感器能量消耗的主要原因。然后分析比较了适用于无线传感器网络的几种MAC协议，对一种能比较有效解决能量浪费的现有MAC层协议S-MAC做了详细介绍。并通过借鉴S-MAC协议的优秀思想，设计出一种新的高能量有效性的MAC协议，即BA-MAC协议，不但有效提升了无线传感器网络的系统性能，还保持了较低的能量消耗。BA-MAC协议与现有竞争型MAC层协议的在一次连接中只能单向传输不同，采用了在一次连接中双向传输的方法，提升了系统的传输性能。此外，BA-MAC采用了自适应技术，可以根据不同的系统状态来动态调整传感器节点发送策略，这样就可以很好的适应不断变化的网络环境。本文通过在网络仿真软件OPNET对协议进行建模仿真，将无线传感器网络中的现有的常见MAC层协议，比如说S-MAC和IEEE802.11MAC(DCF)在无线传感器网络中的性能与BA-MAC的性能进行了比较。研究结果表明，BA-MAC协议不但有效提升了系统性能，而且在能量节省上存在优势，完全超越了S-MAC。3.期刊论文王卫亚.WANGWei-ya基于定向扩散的双向路由协议-计算机工程2009,35(3)根据高速公路气象监测无线传感器网络线形部署、数据接收点多和气象监测信息双向传输的特点,提出基于定向扩散路由协议的双向无线传感器网络路由协议,实现了高速公路气象监测数据的多点传输.经仿真测试,该路由协议实现简单、工作可靠稳定,能满足高速公路气象监测数据双向传输的要求.4.期刊论文陈祖爵.武仲寅.张西良.CHENZUJUE.WUZHONGYIN.ZHANGXILIANG一种自适应无线传感器网络路由协议-微计算机信息2008,24(10)无线传感器网络应用场合拓扑结构复杂,针对特定路径数据双向传输的需求,提出了一种加权的自适应无线传感器网络路由协议,并针对协议建立了相应的仿真模型.仿真结果表明根据网络规划确认的权值所建立的路由,由权值决定下一跳,达到了适应不同的拓扑结构的目的.同时加权结点位置变化时,无需向全网广播数据,只要修改局部路由,降低了因结点移动而再路由所产生的通信量.5.学位论文顾一中无线传感器网络地理位置路由相关技术研究2008如何减少路由信息接力式长距离传送，是节省用电、提高无线传感器网络节点寿命的关键因素；如何用较少投入实现对广阔地域的管理和监控，是人类与自然和谐相处的重要技术问题。随着无线传感器网络技术、卫星定位通信技术的快速发展，我们已经越来越有信心采用现代科学理论去研究新的实用技术，以解决过去难以解决的上述问题。中国是一个幅员辽阔的大国，但又是一个人口密集区域与人口稀疏区域并存的大国，特别是中国西部，6％的人口拥有57％的国土。实现森林防火、灾情监测、动物运动反馈等工作，需要考虑新的技术手段。这类业务有两个共同的特点：一是监控点量大面广，需要部署庞大的信息采集设施；二是距离遥远，需要迅速完成信息传递。基于定位通信卫星的无线传感器网络系统是实现这类业务的最佳技术方式，而《无线传感器网络地理位置路由相关技术研究》的论文则是实现这一技术的最新探索。主要内容如下：1）在描述国内外学者关于无线传感器网络地理位置路由技术和卫星定位通信技术相关研究的基础上，提出了将这两种技术相结合而研发新型无线传感器网络地理位置路由相关技术NGRT（NewGcographiealRoutingTechnology）的设想。这一技术包含五项研究：空地结合的无线传感器网络体系结构；基于导航卫星的节点综合定位算法、基于北斗卫星的地理位置路由算法、地理位置路由安全信任算法、相关算法的复杂性分析。2）叙述了进行此项研究所涉及的基础理论及算法测试模型，包括图论、离散与随机数学、最优化理论和几个经典的算法，静态固定拓扑结构的路由算法的仿真模型和测试方法、移动节点地理位置路由算法的仿真模型和测试方法、目的结点动态加入/退出地理位置会话的离散事件仿真模型。3）提出了新型空地结合的无线传感器网络体系架构的设想。此设想是在分析了卫星定位技术及卫星通信技术对无线传感器网络节点位置的确定及路由信息传输的影响后得出的。在比较了四种定位卫星的特性后，发现采用我国主导的北斗卫星系统，不但可以快速实现无线传感器网络的地理位置定位，而且可以双向传输坐标等地理位置路由信息。4）在分析以往无线传感器网络节点自身相对定位算法研究的基础上，结合卫星空地绝对定位技术和遗传禁忌数学算法提出了GATS-LS综合定位数学模型及算法，并经理论分析与仿真，证明其具有较好的性能，特别是在节点数量较少时（区域广大时）的效果尤为明显。5）提出了基于北斗卫星的新型无线传感器网络地理位置路由算法。通过对多种地理路由协议算法进行理论分析，指出定位精度对路由算法的影响。基于这个思想，构建了一个节点区簇布撒及地理位置路由传输模型，簇头集成了具备双向通信功能的北斗卫星终端器件，簇头坐标确定及路由信息传输由卫星系统完成，区簇内节点位置确定及路由信息传输由优化的区簇内相对位置路由算法完成。该算法采用基本蚁群数学算法并引入方向因子予以优化，从理论上对算法正确性及性能特点进行了分析，并进行了仿真测试。改进后的算法不但能正确地完成路由选择，而且所形成的效益与其它同类算法相比得到了最大限度的提升。6）提出了引入信任机制的多路径路由算法。为解决卫星链路路由多路径选择过程中的通信安全问题，该算法描述了安全机制的总体架构，并给出了信任度的具体的计算公式，为无线传感器网络地理位置路由信息的安全提供了选择方案。本文链接：授权使用：西安电子科技大学(xadzkj)，授权号：d5904f03-9c24-4fbc-a39e-9de2015d1729下载时间：2010年8月30日