一种混合多址接入的无线传感器网络设计及实现

针对实际应用中无线传感器网络多区域分布、任务多元化的特点,为解决簇间通信的相互干扰,提出一种改进的FDMA/TDMA混合机制的无线传感器网络。簇间采用FDMA避免干扰,簇内节点采用TDMA实现睡眠调度。此外,在TDMA机制中分配监测时隙,如有突发情况,簇内节点可通过CSMA竞争与簇头节点实现通信,以此增加上报的公平性。对网络系统进行了工程实现验证,测试证明达到预期效果。     

无线传感器网络能量高效混合MAC算法

针对无线传感器网络MAC协议中存在的能耗问题,提出了能量高效的无线传感器网络混合MAC(EEH-MAC)算法,采用基于TDMA机制的时槽系数动态调整簇内节点的时槽大小来降低数据的传输时延;同时,对部分不需要数据传输的节点不分配时槽来减少能耗;按簇内节点剩余能量系数形成时槽分配顺序来减少状态转换的能耗;在簇头之间采用CSMA/CA机制的随机分配策略进行通信.仿真结果表明,EEH-MAC协议能有效减少能耗并延长网络生命周期.     

无线传感器网络环境下基于事件 驱动应用的节能TDMA协议

媒质接入控制是无线传感器网络设计的关键问题之一.由于媒质接入控制协议直接控制着节点无线通信模块的活动,而无线通信模块是传感器节点能量消耗的主要来源,因此MAC协议节能效率的好坏将严重影响网络的性能.基于TDMA的MAC协议具有固有的节能特性,即通过合理的TDMA调度避免传输碰撞以及减少节点空闲监听的时间.本文提出了ED-TDMA协议,一种面向事件驱动的传感器网络应用的TDMA协议.该协议根据当前源节点的数目动态地改变TDMA帧的长度,提高了信道利用率;同时采用位图方式的TDMA调度,极大地减少了TDMA调度的开销,节约了能量.此外,通过引入簇内覆盖的思想,使得簇内的活动节点数目为一常数,同时减少了工作节点的数目,从而延长网络的生命周期,并在一定程度上提高了系统的可伸缩性.实验结果显示,ED-TDMA协议更适用于网络负载较低、节点密度高的无线传感器网络.     

一种基于分簇的无线传感器网络MAC协议

本文提出了一种基于分簇结构的无线传感器网络MAC协议.在基于层次式路由协议的分簇网络结构中,通过综合基于竞争和基于时分复用协议的优缺点,将时间划分为交替的随机访问和调度访问两个阶段,在随机访问阶段簇内节点采用CSMA/CA实现无线信道共享.在调度访问阶段,节点根据簇首分配的时隙实现数据无冲突通信.在簇与簇之间采用FDMA避免信道干扰实现网络的扩展.分析和仿真结果表明本协议在能量效率、时间同步和网络扩展上都有所改进.     

分簇无线传感器网络动态时隙分配MAC协议

为降低大规模无线传感器网络的平均能耗,提出了一种基于动态分配的调度型无线传感器网络MAC协议（SDC-MAC）。该协议簇间使用FDMA方式分配无线信道,簇内通过TDMA方式给各个节点分配可变长的时隙。随着簇结构的变化,簇头通过时隙分配通知,对簇内节点的时隙分配进行动态调整,簇成员节点则根据控制信息进行休眠和唤醒。仿真结果显示,该算法有效地降低了网络的平均能耗,当网络流量高时还可降低平均数据包时延。     

基于分簇的MACA协议改进算法

针对大规模水声传感器网络,本文提出一种新的MACA协议改进算法,将TDMA协议与MACA协议进行融合,对整个大规模传感器网络的节点进行分簇,簇内通信和簇首通信采用不同的协议:一种更加适合簇内小规模网络的TDMA协议;一种更加适合长距离多数据的MACA协议.改进MACA协议预约方式和数据传输方式,使其更加适应复杂的信道.同时使它们工作在不同的频段上,防止干扰以及不需要对整个网络节点进行时间同步.     

无线传感器网络中一种动态节能的MAC协议

媒体访问控制(MAC)协议是无线传感器网络的关键协议之一,它对无线传感网络的运行和性能具有重要的影响.针对基于簇的TDMA机制存在问题,文中提出了一个动态节能的DE-MAC协议,该协议能够根据簇成员节点数目和通信负载动态地分配成员节点的时隙,减少节点的空闲侦听时间.仿真结果表明,DE-MAC协议能够有效地提高信道的利用率和网络能量有效性.     

DEAMC:一种分布的,节能的,自适应的动态的分簇无线传感器网络协议

分簇结构的无线传感器网络可以更容易的进行数据融合,可以减少网络能量消耗,增加网络的健壮性,因此分簇算法被广泛的用在无线传感器网络中.但现存的算法不能满足网络拓扑变化较大、较频繁的网络.针对移动性较大的无线传感器网络,提出了DEAMC,一种分布的、节能的、自适应的、动态的分簇协议.根据DEAMC,剩余能量越多,成为簇头的可能性越大,且簇头均匀分布.DEAMC用是一种TDMA协议,利用TDMA可以减少能量消耗,延长网络的寿命.DEAMC是一种FDMA协议,利用FDMA可以避免信号碰撞.     

基于BWAS的无线传感器网络静态分簇路由算法

为提高路径搜索效率,避免动态分簇较多的能量消耗,提出了基于最优-最差蚂蚁系统(BWAS)的无线传感器网络静态分簇路由算法.BWAS是对蚁群算法的改进,在路径搜寻过程中评价出最优最差蚂蚁,引入奖惩机制,加快了路径搜索速度.通过无线传感器网络静态分簇、簇内动态选举簇头,在簇头节点间运用BWAS算法搜寻从簇头节点到汇聚节点的多跳最优路径,能减少路径寻优能量消耗,实现均衡能量管理,延长网络寿命,且具有较强的鲁棒性.通过与基于BWAS的动态分簇和基于蚁群算法的动态分簇路由的仿真实验相比较,证实了本算法的有效性.     

无线传感器网络的覆盖优化机制研究

如何实现最优覆盖是无线传感器组网的一个基本问题.文章分析了传感器覆盖问题的背景,给出了节点调度方案的主要方法和技术原理,探讨了基于网络能量高效的覆盖优化与网络连通性之间的关系,重点阐述了实现区域覆盖和点覆盖的机制.对于覆盖薄弱地区,文章提出了采用分簇方式将覆盖地区划分成许多子区域或簇,用动态移动修复机制提供细粒度的网络监测与覆盖控制.文章认为调度传感器节点在休眠和活动模式之间进行切换,是一种重要节能方法;对于资源受限且拓扑动态变化的无线传感器网络,宜采用分布式和局部化的覆盖控制协议和算法.