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第1章 绪论1

1.1 无线传感器网络研究背景及其意义1

1.2 无线传感器网络的特点2

1.3 无线传感器网络的应用领域3

1.4 无线传感器网络的介质访问控制问题5

1.5 本章小结10

第2章 无线传感器介质访问控制研究11

2.1 无线传感器网络概述11

2.2 无线传感器网络研究挑战12

2.3 无线传感器网络介质访问研究现状19

2.4 本章小结23

第3章 基于Quorum的自适应同步介质访问控制协议24

3.1 概述24

3.2 网络模型与问题描述25

3.2.1 网络模型25

3.2.2 问题描述26

3.3 基于FG-grid的MAC协议设计27

3.3.1 FG-grid Quorum系统27

3.3.2 基于FG-grid的MAC协议29

3.4 自适应的基于Quorum MAC协议42

3.4.1 自适应Quorum设计44

3.4.2 自适应Quorum性能分析49

3.5 实验结果52

3.5.1 FG-grid Quorum系统性能分析53

3.5.2 可增加QTS数量的计算54

3.5.3 AQM的延迟对比55

3.5.4 能量有效性对比57

3.6 本章小结59

第4章 基于Quorum元素偏移的同步介质访问控制协议60

4.1 概述60

4.2 网络模型与问题描述61

4.3 基于Quorum元素偏移的MAC协议设计62

4.3.1 研究动机62

4.3.2 ST-grid Quorum系统64

4.3.3 ESQ基于MAC协议65

4.4 性能分析68

4.4.1 网络延迟68

4.4.2 网络寿命68

4.5 实验与性能分析结果69

4.5.1 QTS的选取与占空比69

4.5.2 单跳延迟70

4.5.3 端到端延迟72

4.5.4 协议的使用范围对比77

4.5.5 能量与网络寿命的实验结果79

4.6 本章小结83

第5章 自适应调整工作时隙长度的异步介质访问控制协议84

5.1 概述84

5.2 系统模型与问题描述85

5.3 基于MAC协议的ESQ86

5.3.1 研究动机86

5.3.2 SO-grid Quorum系统87

5.3.3 QTS压缩矩阵90

5.3.4 基于MAC协议的QTSAC91

5.4 性能分析92

5.4.1 网络延迟92

5.4.2 网络寿命93

5.5 实验与性能分析结果95

5.5.1 实验设计95

5.5.2 QTS数量95

5.5.3 占空比的对比情况97

5.5.4 单跳延迟99

5.5.5 端到端延迟100

5.5.6 能量与网络寿命的实验结果104

5.6 本章小结106

第6章 网络寿命、汇聚信息量和采样周期折中的优化调度算法107

6.1 概述107

6.2 系统模型和问题描述109

6.2.1 无线传感器模型109

6.2.2 能量消耗模型109

6.2.3 数据聚合模型110

6.2.4 问题描述111

6.3 折中优化算法调度设计112

6.3.1 研究动机112

6.3.2 折中优化调度算法的分析与设计114

6.4 实验仿真117

6.4.1 实验场景117

6.4.2 调度时隙分配实验结果118

6.4.3 Sink汇集信息量120

6.4.4 网络寿命121

6.4.5 采样周期的优化选择122

6.4.6 与其他算法的性能对比情况123

6.5 本章小结124

第7章 基于可变聚合率的数据聚合调度策略125

7.1 概述125

7.2 系统模型和问题描述126

7.2.1 系统模型126

7.2.2 问题描述129

7.3 基于可变聚合率的数据聚集调度策略130

7.3.1 研究动机130

7.3.2 聚合集合的构建132

7.3.3 聚合调度时隙分配算法设计136

7.4 性能评价142

7.4.1 节点的调度时隙分配144

7.4.2 能量有效利用率146

7.4.3 网络寿命148

7.5 本章小结149

第8章 总结150

8.1 无线传感器网络调度的研究进展150

8.2 无线传感器网络发展展望151

8.3 相关的研究成果与应用成果152

8.3.1 国家、省部级项目基金152

8.3.2 应用软件平台152

8.3.3 硬件应用产品152

参考文献154

图表索引164