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多次检测型随机多址接入无线传感器网络协议模型分析

作　者: 王培任
导　师: 赵东风
学　校: 云南大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 随机多址无线传感器网络 MDMA协议 ODMA协议数学模型
分类号: TN915.04
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 46次
引　用: 2次
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内容摘要

随机多址接入控制协议采用用户终端随机竞争通道资源,控制灵活,且能保证小用户数有较高的传输效率,具有在一定条件下能够有效占用通道资源,减小转换时延的特点,因此在无线通信网络中得到了越来越广泛的应用。然而,随着现代技术的发展,传统单一通道的随机多址接入控制方式的系统性能急剧恶化,随机争用的用户终端碰撞机率增大,通道传输效率变差,这就必然引发对多通道随机多址接入MAC控制协议的深入研究。本文的主要贡献:以无线传感器网络为研究对象,讨论了两种检测型的优先级控制的随机多址MAC协议:ODMA协议与MDMA协议。上述协议的研究使控制方式更灵活有效,对多通道多业务随机多址协议领域具有积极作用。本论文主要内容安排如下:第一章,首先介绍了随机多址协议的发展历史,主要从ALOHA系列、CSMA系列两大方面进行了介绍,其次对随机多址技术与新技术的结合进行了探讨,这里所说的新技术主要指多通道、多业务、优先级等。最后,介绍了随机多址技术在无线传感器网络中的应用,阐述了本论文研究内容的来源,提出本文的研究课题。第二章,此章是论文的重点,通过对一次检测型随机多址接入MAC控制协议即若用户终端侦听到通道空闲则分组立即发送建立数学模型,采用平均周期分析方法对其进行性能分析,讨论了空闲时隙的平均长度、忙周期的平均长度、碰撞分组的平均长度、成功发送分组的平均长度等,在此基础上推导出系统吞吐量、各优先级业务吞吐量、延时的解析式,最后通过计算机进行模拟仿真。第三章,此章是对第二章的扩展,既是重点又是难点。在原来一次检测型随机多址协议基础上对两次检测型随机多址协议(用户终端连续两次检测通道为空闲后才发送分组),同样进行数学建模,采用平均周期方法来分析其性能。最后在二、三章的基础上推导出多次检测型随机多址接入MAC控制协议的吞吐量公式,用MATLAB仿真实验验证了理论值的正确性。第四章,对全文的主要研究工作进行了总结,讨论了其中存在的问题以及今后继续深入的方向。

全文目录

摘要  3-5
ABSTRACT  5-9
第一章随机多址接入协议  9-30
  1.1 随机多址协议  9-19
    1.1.1 ALOHA 协议  10-13
    1.1.2 CSMA 系列协议  13-19
  1.2 Ad hoc 网络 MAC 协议  19-23
  1.3 无线传感器网络MAC 协议  23-26
  1.4 本文研究内容的提出  26-29
    1.4.1 目前无线传感器网络研究热点  26-27
    1.4.2 本文研究的创新点  27-29
  1.5 本章小结  29-30
第二章检测型随机多址接入MAC 控制协议  30-48
  2.1 检测型随机多址接入MAC 控制协议  30-46
    2.1.1 检测型随机多址接入MAC 控制协议系统模型  30-32
    2.1.2 检测型随机多址接入MAC 控制协议性能分析  32-37
    2.1.3 检测型随机多址接入MAC 控制协议延时分析  37-38
    2.1.4 检测型随机多址接入MAC 控制协议仿真与分析  38-44
    2.1.5 检测型随机多址接入的无线传感器网络MAC 控制协议设计  44-46
  2.2 本章小结  46-48
第三章多次检测型随机多址接入MAC 控制协议  48-69
  3.1 两次检测型随机多址接入MAC 控制协议  48-66
    3.1.1 两次检测型随机多址接入MAC 控制协议系统模型  48-49
    3.1.2 两次检测型随机多址接入 MAC 控制协议性能分析  49-55
    3.1.3 两次检测型随机多址接入MAC 控制协议性能仿真  55-63
    3.1.4 两次检测型随机多址协议与一次检测型随机多址协议的比较  63-66
  3.2 多次检测型随机多址接入MAC 控制协议  66-67
  3.3 本章小结  67-69
第四章全文总结  69-71
  4.1 主要工作及成果  69-70
  4.2 课题今后的发展方向  70-71
参考文献  71-76
附录攻读硕士学位期间完成的研究课题和论文  76-77
致谢  77

多次检测型随机多址接入无线传感器网络协议模型分析

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