基于IEEE802.15.4的无线传感器网络MAC层GTS算法分析及优化

发布时间：2017-05-08 16:04

  本文关键词：基于IEEE802.15.4的无线传感器网络MAC层GTS算法分析及优化，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文针对当前传感器网络发展研究现状,重点研究了无线网络IEEE802.15.4协议的MAC层的运行机制,分析了其不足之处,提出了改进的方法。主要研究了信标使能模式下超帧中保障时隙(GTS)的作用,并对其加以改进,以增强IEEE802.15.4网络连接建立在数据传输方面的功能。首先,对IEEE802.15.4标准进行了深入的分析和研究,了解了传统GTS的优势,同时发现了GTS具有更加有效地降低节点的最大接入时延以及提高各节点数据发送成功率的潜在机能。其次,对以前文献中提到的改进算法进行研究整合,提出了用网络微积分提高和改善传统GTS的性能的具体实现方法。最后,通过网络仿真软件OMNeT++对本文提出的方案进行验证。仿真结果表明：时延归一化方法在GTS中的应用是可行的。通过仿真结果分析,本文应用网络微积分的方法所提出改进GTS对网络性能有所提高,使传感器网络有更好的适应性,进而提高整个WSN系统的网络生存性能。改进的GTS与改进前相比,一方面优化了原始的GTS在节点的保障时隙端对端时延的性能,但是会延长网络稳定的时间；另一方面,改进后GTS网络的平均丢包率小于传统GTS,也提高了网络性能。因此,改进的GTS机制在端对端时延仿真和平均丢包率方面,能够提高传统GTS应用的效能,提升无线传感器网络的通信能力。
【关键词】：IEEE802.15.4 保障时隙GTS OMNeT++
【学位授予单位】：兰州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP212.9;TN929.5
【目录】：

• 中文摘要3-4
• Abstract4-7
• 缩略词7-8
• 第一章 绪论8-11
• 1.1 研究背景及意义8-9
• 1.2 国内外应用现状9-10
• 1.3 论文结构安排10-11
• 第二章 IEEE802.15.4协议简介11-20
• 2.1 短距离无线网络11
• 2.2 操作频率和数据速率11-12
• 2.3 网络设备及网络拓扑12-14
• 2.4 信标(Beacon)与非信标(Nonbeacon)网络14
• 2.5 数据传输方式14-16
• 2.6 IEEE802.15.4物理层16-19
• 2.6.1 PHY服务16-18
• 2.6.2 服务原语18-19
• 2.7 本章小结19-20
• 第三章 IEEE802.15.4MAC协议简介20-35
• 3.1 IEEE802.15.4MAC协议概述20-21
• 3.2 MAC层服务规范21-23
• 3.2.1 数据服务21-22
• 3.2.2 管理服务22-23
• 3.3 帧结构23-26
• 3.4 CSMA/CA算法流程26-28
• 3.5 超帧结构28-30
• 3.6 保障时隙30-34
• 3.6.1 保障时隙结构简介30-32
• 3.6.2 保障时隙的分配32-33
• 3.6.3 保障时隙的使用33-34
• 3.7 帧间间隔34
• 3.8 本章小结34-35
• 第四章 GTS算法改进及仿真实现35-48
• 4.1 网络微积分模型35-38
• 4.2 基于时延归一化的GTS算法38-40
• 4.3 OMNeT++仿真平台40-43
• 4.4 仿真分析43-47
• 4.4.1 IEEE802.15.4仿真分析43-45
• 4.4.2 仿真结果与分析45-47
• 4.5 本章小结47-48
• 第五章 总结与展望48-50
• 5.1 本文总结48
• 5.2 本文展望48-50
• 参考文献50-52
• 在学期间研究成果52-53
• 致谢53

【参考文献】

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1 高瑞霞;面向信息物理系统的IEEE802.15.4MAC协议分析及优化[D];大连理工大学;2011年

  本文关键词：基于IEEE802.15.4的无线传感器网络MAC层GTS算法分析及优化，由笔耕文化传播整理发布。

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本文编号：351428