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导师签名:萌掌冢导师签名:主兰羔日期:幽峪东南大学学位论文独创性声明东南大学学位论文使用授权声明,”占,脏本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,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,也不包含为获得东南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己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名:日期东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外,允许论文被查阅和借阅,可以公布ㄒ缘缱有畔⑿问娇论文的全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公布ㄒ缘缱有畔⑿问娇授权东南大学研究生院办理。研究生签名
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摘要随着微传感技术、射频技术、无线通信技术日新月异的发展,信息产业进入了物联网、无线传感器网络为代表的第三次浪潮,人类社会将进入人与人、人与物、物与物沟通的新时代,“感知中国”、“智慧地球”的设想将会成为现实。无线传感器网络由传感器节点组成,而传感器节点携带的能量有限,睡眠调度节能机制能显著减少空闲侦听和降低能耗,延长网络的生命周期。因此,研究基于睡眠调度节能机制的高效数据传输协议成为无线传感器网络的研究重点之一。本文将睡眠调度节能机制对无线传感器网络数据传输带来的影响和挑战作为出发点,分析睡眠调度节能机制对数据聚集、多跳广播和端到端通信三种基本数据传输模式的影响,解决面向动态传送协作树的数据聚集时碰撞和干扰问题、面向周期性同步睡眠调度模式下的多跳广播问题、面向低功耗监听的异步睡眠调度模式下的多跳广播问题和面向异步睡眠调度模式下端到端时延控制问题,旨在为睡眠调度无线传感器网络的应用提供能效性的数据传输协议。本文的主要工作和贡献包括:攵远托魇鞯囊贫勘旮儆τ贸【埃治隽烁兄J录蚰勘甑拇托树中节点在数据聚集时由于争用无线共享信道引起的碰撞和干扰问题,提出了面向动态传送协作树的动态时隙分配协议虺艱。该协议的核心部分包括了基于传送协作树的自底向上的数据聚集模式的节点分配算法、随着事件或目标移动的节点管理策略和支持事件或目标移动的调整算法。为了体现猅榈男阅苡攀疲捎昧说ゴ问菥奂的模型,对能耗和时延性能进行了理论分析与比较,并通过仿真实验进行验证。协议能够解决了在移动目标定位和跟踪的数据汇聚过程中的碰撞和干扰问题,保证数据传输的能效性和公平性。攵酝剿叩鞫戎С窒碌亩嗵悴サ拇鄹摺⑺惴ǜ丛雍湍岩杂τ糜诖蠊婺N尴传感器网络的问题,采用了一种动态睡眠调度调整的策略,使广播转发节点和接收节点之间保持一种准同步的关系,提出了基于分布式准同步机制的可靠广播协议虺艱。该协议考虑了广播和数据聚集的关联性,在减少广播次数、保证广播时延和可靠性性能的同时,为网络中的广播接收节点找到了一条无需睡眠等待时延的反向数据收集的传输路径,用于向广播源节点的数据聚集。与现有工作不同的是,协议既没有假设同步睡眠调度或节点睡眠调度感知,也没有依靠邻居交换协议获取节点睡眠调度。另外,本文对协议的假设条件进行了分析,讨论了如何获取合适的参数值来保证的假设条件。
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查塑奎堂堕主兰堡笙茎治隽嗣嫦虻凸募嗵囊觳剿叩鞫冉谀芑频奈尴叽ǜ衅魍缍嗵悴ノ侍猓针对现有工作采用的单播实现广播的转发机制的广播代价较高、碰撞和干扰的概率大,引入了广播的延迟广播转发策略,提出了时延受限和能量均衡的多跳广播协议虺艱。该协议考虑了基于能量均衡广播主干的构建和维护,摆脱了异步睡眠调度下利用单播实现广播的转发模式,给出了基于时延需求的广播转发判断条件,包括无时延限制和时延受限报文的广播两种情况。协议能够在保证广播可靠覆盖率的同时,减少广播的代价,满足广播时延性能需求。嫦虻凸募嗵囊觳剿叩鞫韧缁肪常毖用舾械挠τ貌荒芎雎运咴斐傻氖延。本文分析了端到端时延控制的问题,提出了基于跨层设计的自适应占空比控制协议称8眯榻ǘ说蕉说氖毖有枨笪侍夥纸馕J荽渎酚陕肪吨械ヌ毖有枨蠹的子问题,并基于单跳通信模型,分析了从应用层、网络层、链接层和闾崛〉男畔来分析沿着多跳传输路径的单跳时延,得到了影响时延控制的主要因素,提出了基于跨层设计思想的动态自适应睡眠时间间隔调整算法。瓺槟芄皇视糜诒ㄎ氖毖有枨蠖化的网络环境,既能充分利用睡眠调度的节能机制,又能满足端到端时延需求。关键词:无线传感器网络:睡眠调度:数据传输:多跳广播;端到端通信:时延控制;跨层设计Ⅱ
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猅甅,.—.—猻,.,,瑆甋,.猦猻,.瑆.—.,,’,.,琲,东南大学博士学位