面向异步通信机制的无线传感器网络及其MAC协议研究

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第３ ４卷 第 ８期　 计　 算　 机　 学　 报　 Ｖｏ１ ３ 　 Ｎｏ． ８ ． ４ 　 Ａｕ ｇ． ２０１ 　 １ ２１ ０ １年 ８月　 ＣＨ Ｉ ＮＥＳ Ｊ Ｅ　ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＣＯＭ ＰＵＴＥＲＳ 　 　 　 面 向异 步 通 信 机 制 的无 线 传 感 器 网络 及 其　 ＭＡ Ｃ协 议 研 究　 胡　 玉鹏” 林亚平” 周 四望” 刘永和

＂ 　 　 　 　 （ 南省“ 信系统与网络” 点实验室 ， 南大学信息科学与工程学院 湖 可 重 湖 长沙 ４０８） １ ０ ２　 （ 州 大 学 阿 灵 顿 分 校 计 算 机 科 学 与 工 程 系　 美 国　 阿 灵 顿 ） 德 　 摘 要 无线传感器网络的底层通信 主要依赖 于节 点间 的协 同睡眠／ 唤醒机 制 ， 且仍 然在链 路层沿 袭或 扩展传 统　 ８ ２ １ 议 ． 于节 点 密 集 、 络 规 模 较 大 的传 感 器 网络 而 言 ， 统 ８ ２ １ ０ ． １协 对 网 传 ０ ． １协 议 在 网 络 能 耗 与 吞 吐 量 等 方 面 并 不　 是 有 效 的 ． 于 传 感 器 网络 在 多 数 应 用 场 景 中 的链 路 动 态 性 ， 中 提 出 一 种 面 向 弱 连 接 的 异 步 通 信 机 制 ． 别 于 传　 基 文 有 统的 Ｒ ＣＣ Ｔ ／ ＴＳ握 手 机 制 ，， 允 许 发 送 节 点 直 接 向 “ 眠” 接 收 节 点 上 的 低 功 耗 异 步 模 块 写 入 数 据 ， 它 睡 的 因此 ， 需 同　 无 步 机 制 ， 个 节 点 只需 按 照 自身 的 时 间 唤 醒 并 进 行 数 据 通 信 ， 成 一 种 缓 存 一 醒 一 发 的 异 步 通 信 模 式 ． 中首 先　 单 形 唤 转 文 阐述 了 异 步 通 信 机 制 的 关 键 设 计 因 素 ， 对不 同 的 应 用 背 景 提 出 两 种 新 的 Ｍ Ａ 针 Ｃ协 议 ． 后 ， 于 扩 散 近 似 理 论 建　 然 基 ／ 　 Ｗ 　 ＼ 　 立开放式排队网络模型， 对异步通信机制的性能进行理论分析， 得出其网络吞吐量为 ０（ ■＝；＝ ）理论分析与实 ． 　 、√　 ／ｌ ｎ ｏｇ 　 验 结 果 表 明 ， 传 统 同步 通 信 相 比 ， 步 通 信 能 在 很 大 程 度 上 延 长 了 网 络 的 生存 周 期 ， 高 了 网络 吞 吐 量 ． 与 异 提 　 关键 词 无 线传 感 器 网 络 ； 步 通 信 机 制 ； 异 ＭＡＣ协 议 ； 量有 效 性 ； 能 网络 吞 吐 量　 Ｔ ３１ Ｐ ９　 Ｄ Ｉ ：１ ． ７ ４ Ｓ ． ． ０ ６ ２ １ ． １ ６　 Ｏ 号 ０ ３ ２ ／ Ｐ Ｊ １１ ． ０ １ ０ ４ ３ 中图法分类号 Ａｓ ｎ ｈｒ ｎ ｓ Ｃｏ ｍ ｕ ｉ ａ ｉ ｎ Ｍ ｅ ｈａ ｓ Ｏｒ ｅ ｅ 　 ｉ ｅ ｅ ｓ ｙ ｃ ｏ ｏｕ 　 ｍ ｎ ｃ ｔｏ 　 ｃ ｎｉｍ　 ｉ ｎｔ ｄ Ｗ ｒ ｌｓ 　 Ｓ ｎ ｏ 　 ｔ ｒ ｓ ａ 　 ＡＣ　 ｏ ｏ ｏ ｓ ｅ ｓ ｒ Ｎｅ ｗｏ ｋ 　 ｎｄ Ｍ Ｐｒ ｔ ｃ ｌ　 Ｈ Ｕ　 — ｎｇ Ｙｕ Ｐｅ ” ＬＩ Ｙａ Ｐｉ ｇ Ｎ　 — ｎ 　 ＺＨＯＵ　 — ａ 　 ＬＩ Ｙｏ ｇ Ｈ ｅ 　 ＳｉＷ ｎｇ ’ 　 Ｕ　 ｎ — 　’ （ ｎ ｎＰｒ ｖｎ ｉｌＫｅ 　 ａ ｏ ａｏ ｙ ｏ 　 ｐ ｎ ａ ｌ

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