WSN中多频分簇的动态TDMA资源分配算法研究.pdf

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1、电子科技大学UNIVERSITYOFELECTRONICSCIENCEANDTECHNOLOGYOFCHINA硕士学位论文MASTERTHESISWSN中多频分簇的动态TDMA资源分配算法研究通信与信息系统201221260230杨点郭伟教授分类号密级注1UDCWSN中多频分簇的动态TDMA资源分配算法研究杨点指导教师郭伟教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士学科专业通信与信息系统提交论文日期2015.04论文答辩日期2015.05学位授予单位和日期电子科技大学2015年06月答辩委员会

2、主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。RESEARCHONTHEALGORITHMOFDYNAMICTDMARESOURCEALLOCATIONFORMULTI-FREQUENCYCLUSTERINGINWIRELESSSENSORNETWORKAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:CommunicationandinformationsystemAuthor:YangDian

3、Advisor:GuoWeiSchool:NationalKeyLaboratoryofScienceandTechnologyonCommunications本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名：日期：年月日本学位论文作者完全了

4、解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签名：导师签名：日期：年月摘要摘要本论文研究无线传感器网络组网技术，研究适合于无线传感环境的分布式网络体系结构，研究媒体接入控制协议并设计分布式网络分簇算法，并在OPNETModeler上实现上述算法与协议的设计和验证，同时

5、完成对算法与协议的性能评估。提出了具有分层结构的分布式网络。将网络分为三层：第一层为后端节点，对下层的节点进行统一的控制和管理；第二层为簇首节点，对簇内节点进行组织和管理；第三层为簇内节点。设计了结构化的网络编址体系，支持分簇结构。为了避免不同簇间节点通信的相互干扰，采用多个不同的频点，分别用于簇内的通信以及簇间通信。簇内采用的通信频点由簇首指定；簇间通信采用指定频点。设计了TDMA媒体接入控制协议，将时间划分为多个时帧，多个时帧构成一个时圆。每个时帧具有相同的结构，都被划分为多个时隙。节点的数据帧在每个时隙

6、中进行传输。时隙分为控制时隙、控制反转时隙和数据时隙三类，前两者用于传输控制帧，后者用于传输数据帧。分析了物理层实际数据率与业务传输时延的关系。设计了多频分簇与时隙分配的MAC算法。首先，由簇首发起邀请；然后，普通节点在收到邀请后，向簇首请求加入簇；最后，簇首在具有空闲资源时，为普通节点分配指定时隙资源，并同意普通节点加入簇。在整个组网过程，节点始终对逆向路由进行学习。设计了分层路由算法，支持网络动态重构。在簇内采用链路状态路由协议。在簇间采用按需链路状态路由协议，簇间路由协议后端节点激活，避免网络常时间进行

7、远距离通信。采用OPNETModeler对所提算法和协议进行了仿真验证，结果表明所提算法和协议实现了分簇协议、动态时隙分配算法、快速建网以及分层路由协议。组网与通信过程性能良好。关键词：WSN网络；多频分簇协议；TDMA动态资源分配；分层路由协议IAbstractAbstractThisthesisresearchesuponnetworkingtechnologiesforWirelessSensorNetwork.Thenetworkarchitectureandthemediumaccesscontro

8、lprotocolisstudiedforthenetwork,andaclusteringalgorithmisdesigned.OPNETModelerisusedtoimplementandverifytheproposedalgorithmsandprotocols,andtheperformanceofthealgorithmsandprotocolsareevaluated.Amulti