基于能量效率的無線傳感器網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸技術研究

第1章無線傳感器網(wǎng)絡概述..1
1.1無線傳感器網(wǎng)絡的概念..1
1.1.1傳感器節(jié)點的基本結構..3
1.1.2無線傳感器網(wǎng)絡的體系結構..5
1.2無線傳感器網(wǎng)絡的特點及應用..7
1.3無線傳感器網(wǎng)絡研究的關鍵技術..10
第2章基于IEEE 802.15.4的無線傳感器絡信道訪問機制..12
2.1IEEE 802.15.4標準體系結構..12
2.1.1物理層..13
2.1.2MAC層..14
2.2超幀結構和數(shù)據(jù)傳輸模型..15
2.3MAC層丟包率研究..18
2.3.1基于重傳的IEEE 802.15.4網(wǎng)絡丟包率研究..19
2.3.2基于隱藏終端的IEEE 802.15.4網(wǎng)絡丟包率研究..23
2.3.3基于馬爾科夫鏈的IEEE 802.15.4網(wǎng)絡防丟包信道訪問機制研究..29
第3章MAC協(xié)議性能優(yōu)化研究..35
3.1CSMA/CA信道訪問機制..35
3.1.1工作模式..35
3.1.2CSMA/CA算法流程..36
3.2提前休眠的時隙CSMA/CA機制..39
3.2.1時隙CSMA/CA算法建模..39
3.2.2性能參數(shù)分析..42
3.2.3信道平均吞吐量和節(jié)點平均能量消耗比較..43
3.3基于超幀結構的節(jié)點狀態(tài)轉換機制..44
3.3.1數(shù)據(jù)包服務時間 ..44
3.3.2節(jié)點狀態(tài)轉化建模和數(shù)據(jù)包平均服務時間..45
3.3.3數(shù)據(jù)包服務時間性能分析..47
第4章基于6LoWPAN的無線傳感器網(wǎng)絡低功耗MAC協(xié)議研究..51
4.16LoWPAN網(wǎng)絡概述..51
4.2MAC層節(jié)點能耗分析..55
4.2.1影響節(jié)點能量消耗的重要因素..55
4.2.2低功耗睡眠調度..56
4.36LoWPAN網(wǎng)絡能耗性能建模分析..58
4.3.1信道競爭過程建模 ..58
4.3.2網(wǎng)絡性能分析 ..60
4.46LoWPAN網(wǎng)絡信道吞吐量研究..63
4.4.16LoWPAN網(wǎng)絡信道接入機制建模..63
4.4.2吞吐量性能分析..65
4.5基于泊松分布的6LoWPAN網(wǎng)絡節(jié)點能耗分析..68
4.5.1節(jié)點平均能耗..69
4.5.2網(wǎng)絡能耗和協(xié)議性能評估..72
第5章無線傳感器網(wǎng)絡路由協(xié)議概述..75
5.1無線傳感器網(wǎng)絡路由協(xié)議設計要求..75
5.2能耗模型..78
5.3無線傳感器網(wǎng)絡路由協(xié)議分類..80
5.3.1平面路由協(xié)議..81
5.3.2分簇路由協(xié)議..86
第6章基于能量均衡的分簇路由協(xié)議..95
6.1基于分簇技術的層次型路由協(xié)議..95
6.2基于泊松分布的無線傳感器網(wǎng)絡分簇協(xié)議性能優(yōu)化..97
6.2.1分簇能耗建模 ..97
6.2.2性能優(yōu)化分析..99
6.3基于多權值的低能耗WSNs分簇協(xié)議..101
6.3.1簇*舉 ..102
6.3.2成簇過程..103
6.3.3實驗結果與分析..103
6.4基于非競爭式簇首輪轉的WSNs分簇優(yōu)化方法..104
6.4.1成簇能耗..105
6.4.2數(shù)據(jù)采集能耗 ..106
6.4.3能耗分析..106
6.4.4實驗結果與分析..108
第7章數(shù)據(jù)融合技術..111
7.1數(shù)據(jù)融合技術概述..111
7.1.1數(shù)據(jù)融合技術的定義..111
7.1.2數(shù)據(jù)融合技術的分類..112
7.1.3數(shù)據(jù)融合技術的作用..114
7.2一種基于*大*小貼近度的簇內(nèi)數(shù)據(jù)融合機制..115
7.2.1系統(tǒng)模型和能耗分析..115
7.2.2簇內(nèi)數(shù)據(jù)融合算法..117
7.2.3調度算法..119
7.2.4實驗結果與分析..120
7.3基于移動 sink 的無線傳感器網(wǎng)絡數(shù)據(jù)采集方案..122
7.3.1系統(tǒng)模型與問題描述..122
7.3.2時延受限的數(shù)據(jù)收集策略..123
7.3.3優(yōu)化路徑選擇算法..125
7.3.4實驗結果與分析..127
7.4基于非均勻分簇的低能耗安全數(shù)據(jù)融合方法..129
7.4.1數(shù)據(jù)融合中的安全性問題..129
7.4.2系統(tǒng)模型..129
7.4.3安全數(shù)據(jù)融合策略..131
7.4.4實驗結果與分析..136
參考文獻..139
致謝..149