基于协作通信的无线传感器网络MAC协议和节能问题研究

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协作通信技术是近几年无线通信领域的研究热点之一。作为抵抗无线信道衰落、提高通信系统可靠性的一种有效手段，协作通信被广泛应用在无线传感器网络中，用以提高网络吞吐量、节省能耗等。
　　本课题以协作通信中的协作MAC机制和协作传输功率分配策略为研究对象，并利用NS2和MATLAB软件进行仿真分析。
　　在协作MAC(CooperativeMAC)协议研究方面，通过对经典协作MAC协议的分析，在C-MAC协议的基础上提出了改进的IC-MAC(ImprovedCooperativeMAC)协议，利用包错误率对中继信道标准重新进行了定义，仿真结果表明IC-MAC的中继信道具有更低的包错误率，而且在端到端吞吐量和包投递率方面的性能要优于C-MAC和传统的802.11b协议。
　　中继节点的增加带来了额外的功耗，需要考虑在发送功率中的增益和采用协作带来的额外功率之间的折中关系。在Nakagami-m衰落环境下，考虑节点射频电路功耗，利用信道中断概率推出SDF(SelectiveDecode-and-Forward)协作传输、直接传输、多跳传输总功耗精确公式。仿真表明在超过一定通信距离时，相比于直接传输和多跳传输，协作传输更能节省系统能量。在此基础上，本论文提出一种协作传输的功率分配优化方案(HalfTransmissionPowerAllocationSolution，HTPAS)，即当中继节点的发送功率为源节点发送功率的一半时，相比于等功率分配方案(EqualTransmissionPowerAllocationSolution,ETPAS)，HTPAS更能节省能量，并具有更高的协作增益。而且HTPAS算法简单，易于实现。

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作者
刘伟;
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作者单位

山东大学;

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授予单位山东大学;
学科信号与信息处理
授予学位硕士
导师姓名李光明;
年度 2014
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类无线数据通信;通信规程、通信协议;
关键词
协作通信; 无线传感器网络; MAC协议; 功率分配; 节省系统;

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