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半导体技术、微系统技术、通信技术、计算机技术的进步,推动了无线传感器网络的快速发展。无线传感器网络被认为是21世纪最重要的技术之一,将对人类未来的生活方式产生深远影响。
介质访问控制层(MAC)技术是无线传感器网络中最具挑战性的一部分,而节能则是MAC协议的首要问题。本文对无线传感器网络MAC层功率控制策略和退避算法进行了较深入的研究,以达到最大化节省能量的目的。
无线传感器网络中的MAC层管理着无线信道的使用方式以及如何传输数据帧。在MAC层,研究者通常集中研究各种通信协议实现节能,往往忽视通讯信号功率方面的节能问题。本文针对无线传感器网络的采用CSMA/CA机制的MAC层协议提出一种新的功率控制策略,它允许节点在传输过程中改变传输功率。实验结果表明该功率控制策略在实现节能的同时,并没有降低网络的其他性能,在一定程度上可以提高网络的吞吐量。
同时本文还分析了无线传感器网络CSMA/CA接入方式的MAC层协议通常使用的二进制退避算法(BEB算法),指出该算法的不足,并提出一种能自适应网络拥塞情况的动态退避算法(DBA算法)。该算法综合考虑了节点能量,网络拥塞情况等来决定增加退避的时间幅度,使其达到延长无线传感器网络寿命的目标,同时也提高了网络的其他性能,实验结果也证明该算法良好的性能。