| 题名 | 面向动态数据流量的无线传感网多信道跨层协议研究 |
| 作者 | 付耀先 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2008-06-05 |
| 授予单位 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 |
| 授予地点 | 上海微系统与信息技术研究所 |
| 导师 | 刘海涛 |
| 关键词 | 无线传感网 多频率 跨层协议 时频二维 簇协同 |
| 其他题名 | The Time-Frequency Crosslayer MAC on Wireless Sensor Network with Dynamic Data Traffic |
| 学位专业 | 微电子学与固体电子学 |
| 中文摘要 | 随着多媒体业务在传统无线传感网中的引入， 网络中传递的信息流量和信息相关度呈现出高度动态变化特性， 使得现有协议难以有效解决延长网络生命周期与满足系统高吞吐量间的矛盾问题，而同时，业务量的加剧和网络的大规模布设也使无线传感网络面临着越来越严重的内部干扰和外部干扰问题。 本文基于典型的入侵探测应用背景， 针对该应用模型下区域密集型短时突发数据传输、数据流量动态变化、信息相关度不一致和通信频点部分受扰等问题，结合多信道切换与路由拓扑信息， 提出与多信道物理层相关的时频混合跨层接入协议和与分簇拓扑相关的分簇协同协议， 旨在以较低功耗满足不同流量特征下信息业务的自适应高效传输要求，同时增强系统传输的可靠性。 首先，基于入侵探测应用模型，分析网络拓扑和数据流量问题，并就跨层协议相关物理和路由研究层面进行分析建模，给出跨层 MAC 协议的设计原则。 其次，针对区域密集型的短时突发数据传输的问题，提出时频混合协议 TF-MAC。该协议通过时域和频域的二维划分来为信息传输提供大量独立的传输空间，并以 ID关联法减小频点跳变的协议开销，以频闪侦听减少节点静态开销。分析结果表明该协议在增加较少协议开销的情况下，能有效降低节点间相互干扰，提高系统抗外部干扰能力和增强系统传输可靠性，在长时间待机状态下具有较低的能耗开销，适合区域密 集型短时突发数据的传输。 再次，针对网络中信息动态变化和信息相关度不一致的问题，在 TF-MAC 的基础上提出分簇协同 CC-MAC 协议。该协议通过簇的协同来实现对动态变化数据流量的支持，采用临时路由预约来建立针对不同业务类型的互不干扰的信息传输通道，根据实际流量情况设定相应的通道容量，并通过时间预约减小节点无效等待能耗和睡眠延时。分析结果表明该协议能适应不同数据量业务信息传输的需求，且在大小数据业务量同时并存的情况下，该策略有助于维持簇内能量均衡。 最后，针对应用模型信息特点的适应性问题，提出 TF-MAC/CC-MAC 与分簇拓扑的结合方案。簇头以 TF-MAC 为主，簇成员以 CC-MAC 为主，并通过对时隙的合理分配和调度，来适应信息传输的不同特点、提高对数据融合的支持度和适应网络构建过程。分析结果表明，以该协议搭建的网络系统，对大规模突发数据具有良好的的支持度，在系统传输时延和数据融合的支持度上有良好表现，且具有较低的待机功耗。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2012-03-06 |
| 页码 | 122 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.sim.ac.cn/handle/331004/83450]  |
| 专题 | 上海微系统与信息技术研究所_微系统、冶金所学位论文_学位论文 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 付耀先. 面向动态数据流量的无线传感网多信道跨层协议研究[D]. 上海微系统与信息技术研究所. 中国科学院上海微系统与信息技术研究所. 2008. |
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