无线多媒体传感器网络MAC层关键技术研究.pdf

关键技术研究无线多媒体传感器网络湖南大学博士学位论文学校代号:号:级:公开学密
.,
作者签名:垂蠕穆日期:捌∥年,二月多学位论文原创性声明学位论文版权使用授权书日期:瓶谀鹿湖南大学日期:刃矿年胆月弓日本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其由本人承担。本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学论文。本学位论文属于⒈C芸冢年解密后适用本授权书。⒉槐C茑颉朐谝陨舷嘤Ψ娇蚰诖颉啊獭日
摘要式簇头竞争机制一一疲撇捎靡恢只诘乩砦恢玫姆执胤绞剑通信技术、嵌入式计算技术发展迅速,无线传感器网络日益成熟。为了满足在复杂多变的监测环境中人们对信息获取的需求,将图像、音频、视频等多媒体信息引入到传统传感器网络中成为迫切需求,无线多媒体传感器网络,开始走进人们的视野并逐渐受到研究者的重视,作为一种新的概念系统,其研究具有很强的理论意义和实用价值。无线多媒体传感器网络中,传输的主要是信息量巨大的音/视频等多媒体数据,保证在无线链路上持续传输多媒体数据的信道带宽需求,同时在节点能力有限的情况下保障多媒体业务传输的高质量要求是网络设计的关键因素。媒体访问琈闶俏尴咝诺郎纤惺荼ㄎ暮涂刂葡进行发送和接收的直接控制者,解决网络中节点以怎样的规则共享信道以保证满意的网络性能问题。隳芊窀咝У厥褂梦尴咝诺朗鞘迪治尴叨嗝教宕ǜ衅魍络通信的关键因素之一。围绕愎丶际跹芯康奈侍猓疚慕岷衔尴叨嗝教宕ǜ衅魍绲奶氐悖详细分析现有传统传感器网络慵际跤τ玫絎牟蛔阌肟尚行裕直对适于多媒体传感器网络的自适应簇头竞争机制、信道接入的退避算法以及信道接入方式进行了相应研究。由于无线多媒体传感器网络是一种全新的概念系统,目前仍无具体针对其的阈椋疚拇有诺澜尤爰际酢调度、差错控制以及数据包大小四个方面深入分析了现有传统传感器网络阈椋教至苏庑┬橛τ玫轿尴多媒体传感器网络存在的主要问题及可行性,展望了进一步的研究方向。闶迪指咝Ш侠淼男诺婪峙溆牖谠跹拇亟峁菇裘芟嗔1疚恼攵远媒体传感器网络的需求,提出了一种基于剩余能量与传输距离的自适应周期分布过综合考虑节点剩余能量以及通信代价选举簇头,同时根据剩余能量来动态调节簇头的工作周期,均衡网络各节点能耗,延长网络生命周期,同时采用多信道簇间通信,避免簇间干扰。执鼗品执匚榷ǎ芰肯牡颓矣行胶獯内节点的能量消耗,显著延长了网络完整存活时间,同时保证了网络基本生存周期,相较于其它分簇协议更为适合多媒体传感器网络的需求。传感器网络是面向应用的网络,大多数多媒体传感器网络中除了存在实时性敏感的多媒体业务流之外仍存在其它非实时性业务流,当实际应用中网络突发视频、音频流量不大时,应用基于竞争的阈诺澜尤胄椋阅芙虾玫拇控制无线多媒体传感器网络愎丶际跹芯
务区分动态退避算法一一算法,通过对优先级不同的业务采用不同的退避道接入协议一一椋》治W杂删赫隩鞫冉锥危杂谑凳应用要求。如何改进基于竞争的椋蛊淠艽矶嘀忠滴翊湟G螅关键问题在于如何改进协议退避算法,使其具有区分服务的功能。文章提出了服方式,实现合理退避及业务优先级区分服务,保障优先级高的业务实时传输,有效避免二次冲突,支持突发业务流传输,同时不显著降低网络吞吐量,更适合多种业务并存的无线多媒体传感器网络。多媒体传感器网络中业务类型多样,如何针对不同的业务类型提供区分服务实现U希辈幌灾龃蟠淠芎模⒛苎映ね缟嬷芷谑切诺澜尤胄议解决的关键问题。文章提出了一种适于多媒体传感器网络提供区分服务的多信性要求高的业务,通过簇内调度实现快速接入,避免节点间碰撞重传以降低延迟,同时减少能耗延长网络生命周期;对于实时性要求低的业务,基于进行退避,在自由竞争阶段接入信道;此外,突发业务在帧内的随机竞争期实现及时接入以支持突发多媒体业务实时传输;同时,为避免簇间干扰及隐终端冲突问题,采用多信道簇间传输。综上所述,本文以实现适应多媒体传感器网络的愎丶际跷D勘辏研究了自适应周期的簇头竞争机制、提供服务区分的退避算法以及信道接入协议,对于推进无线多媒体传感器网络的研究和实用化具有一定的理论意义和应用价值。关键词:多媒体传感器网络;媒体访问控制;簇头;退避算法;信道接入协议;服务区分博十学位论文