异构无线传感网中干扰感知的MAC协议研究

发布时间：2023-11-09 19:55

　　近年来,无线网络相关技术获得迅猛发展,但随之而来的异构无线网络共存问题也是长时间的悬而未决。在无线传感器网络中,基于IEEE 802.15.4的ZigBee技术由于其低成本、低功耗,高可靠性等优势获得广泛使用。但是ZigBee与其它常见的异构无线网络技术如Wi-Fi、蓝牙等都运行在2.4GHz ISM频谱上,异构网络间争抢频谱资源的情况也就无法避免,由此引发了非常严重的跨技术干扰问题。对于ZigBee网络来说,几乎无处不在的基于IEEE802.11的Wi-Fi技术对其数据完整性,及时性以及网络可靠性产生巨大威胁。同种网络技术的频谱资源共享可以通过MAC协议仲裁来实现,但是共享相同频段的异构无线网络技术通常具有不同的功率级、异构的时隙、不兼容的物理层和交流机制,此时传统MAC协议仲裁效果将会大大衰弱。通过对这种ZigBee-Wi-Fi共存网络体系的预分析,本文发现Wi-Fi流量分布呈现幂律分布规律的重尾特征,信道空闲时间多达60%。受此启发,本文从时域角度出发在不改变Wi-Fi设备以及正常通信活动的前提下,充分利用信道空闲时间来保证ZigBee网络的数据完整性和及时性尤其是紧急数据的实时...

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 无线传感器网络研究背景
        1.1.1 无线传感器网络MAC协议
        1.1.2 无线传感器网络应用场景
    1.2 异构无线网络研究
        1.2.1 异构无线网络协同工作
        1.2.2 异构无线网络间干扰
    1.3 本文研究意义和主要工作
2 异构无线网络共存研究
    2.1 异构无线网络共存研究背景
    2.2 异构无线网络共存主要问题
        2.2.1 频域共存冲突
        2.2.2 时域共存冲突
    2.3 国内外研究现状
        2.3.1 冲突恢复类解决方案
        2.3.2 冲突避免类解决方案
3 实际ZigBee-Wi-Fi共存环境预分析
    3.1 Wi-Fi实际流量测量及建模
        3.1.1 Wi-Fi流量分析
        3.1.2 Wi-Fi流量建模
    3.2 数据包错误率分析
4 共存方案设计及实现
    4.1 系统设计
        4.1.1 信道空闲状态指标
        4.1.2 机器学习确定阈值
    4.2 自适应发包策略
5 实验与评估
    5.1 实验介绍
        5.1.1 实验场景布置
        5.1.2 构建自适应发包策略模型
    5.2 性能评估
        5.2.1 吞吐量
        5.2.2 数据包接收率
        5.2.3 能耗效率
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢



本文编号：3861917