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基于二叉树形冲突分解的非坚持S-CSMA协议分析

作　者: 马晓宁
导　师: 赵东风
学　校: 云南大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: 无线传感器网络随机多址二叉树冲突分解算法
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

无线传感器网络(Wireless Sensor Network, WSN)作为信息化时代的一项非常重要的新兴技术,已经引起了世界范围内的极大关注,与当前的无线局域网、移动通信网络、蜂窝通信等相比较,无线传感器网络具有很大的发展潜力。无线传感器网络是由大量分布式传感器节点组成的面向任务型的自组织网络,可以进行数据收集和传输,为用户提供有用的信息。在国防军事、工农业控制、卫生医疗、抢险、救灾、反恐防恐、环境监测、危险区域远程控制等领域有着潜在的应用前景。由于网络站点自身固有的通信能力、计算速度、存储容量以及能量等方面的限制,所以,深入研究无线传感器网络具有很大的挑战性和广阔的空间。无线传感器网络将成为二十一世纪最有发展潜力的技术之一。无线传感器网络由于自身独到的特点以及相关的需求,其网络协议的设计是一件非常关键的工作。本文以无线传感器网络为研究对象,阐述了随机多址接入技术在计算机系统和通信网络中的广泛应用。该技术最大的优点是用户动态地占用公共资源,使其能最大限度地利用已有的数据存贮区和信息传输信道。由于信息分组是随机接入,所以必然会引起冲突出现。因此,冲突分解能力的好坏就成了随机存取系统的能否高效工作的关键。在各种冲突分解算法中树型算法是-种较有效的分解方法。实践证明二叉树形冲突分解是一种有效的冲突分解算法,但到目前为止此类算法分析都较复杂。以随机争用多址系统为基础,本文提出了一种新的算法分析—隔离型二叉树形冲突分解算法,该算法的基本思想是：将同一时隙中发送信息分组的激活信源编为一组,并且同一组的每一个激活信源独立的做伯努利试验,如果结果为‘0’,则选择左时隙(第一个时隙)发送信息；如果结果为‘1’,则选择右时隙(第二个时隙)发送信息。当选择左时隙发送信息的冲突终端站数目为0后,转向右时隙发送信息的冲突激活终端站进行分解,分解过程到信息编组中的冲突激活终端站数目全为零时停止本文将这种算法应用于非坚持S-CSMA协议中,并运用平均周期的分析方法对该协议进行了数学分析,得出了隔离型二叉树形冲突分解算法的平均时隙数和系统吞吐量的数学表达式,并对协议性能进行了仿真试验和分析评价,用以说明其有效性。

全文目录

摘要  3-5
Abstract  5-8
第一章绪论  8-15
  1.1 无线传感器网络发展概况  8-11
  1.2 无线传感器网络的体系结构及特点  11-12
  1.3 无线传感器网络的冲突分析  12-13
  1.4 本文研究内容的提出及各章节的安排  13-14
  1.5 本章小结  14-15
第二章随机多址接入技术  15-25
  2.1 ALOHA  15-16
  2.2 CSMA  16-21
  2.3 多通道随机多址接入技术  21-22
  2.4 冲突分解技术  22-24
  2.5 本章小结  24-25
第三章树型冲突分解的非坚持CSMA协议  25-46
  3.1 时隙型非坚持CSMA  25-30
    3.1.1 分析CSMA协议  26
    3.1.2 分析非坚持型CSMA的性能  26-30
  3.2 隔离型二叉树形冲突分解算法  30-40
    3.2.1 二叉树形冲突分解算法的应用场合  30
    3.2.2 二叉树形冲突分解算法的分类  30-40
  3.3 基于二叉树形冲突分解的非坚持S-CSMA协议  40-42
  3.4 仿真结果与实验分析  42-45
    3.4.1 仿真条件说明  42
    3.4.2 仿真结果及分析  42-45
  3.5 本章小结  45-46
第四章全文总结  46-48
  4.1 主要工作及成果  46-47
  4.2 展望  47-48
参考文献  48-54
致谢  54

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