面向实时监测无线传感网络应用的通信协议An improved communication protocol for real-time monitoring in WSN
周桃云,梁平元,成运,张怡
摘要(Abstract)：
针对WSN中虚拟MIMO传输的能量节省与均衡问题,该文提出了一种新的自适应MAC信道接入协议,该协议在每个数据包的基础上,同时调节传输方式、传输功率和调制阶数,使包括传输功耗和电路功耗的总能耗最小;分析了MAC协议中的平均误码率及信噪比与调制阶数的关系及2-天线协作MIMO传输与SISO传输的平均能耗;讨论了STC与LTC距离的取值范围,确定了相对于传统SISO节省能量的下边界距离。最后,仿真验证了A-MAC协议能有效降低网络能耗,同时吞吐量性能也得到了一定的改善,在数据采集及环境测量等方面具有一定的应用价值。
关键词(KeyWords)： 无线传感网络;MAC协议;平均能耗;虚拟多输入多输出
基金项目(Foundation): 国家自然科学基金项目(61377079,61571188);; 湖南省自然科学基金项目(12JJ2040);; 湖南省重点学科建设项目;; 娄底市科技计划项目;; 湖南省高校科技创新团队支持计划资助项目
作者(Author): 周桃云,梁平元,成运,张怡
DOI: 10.16251/j.cnki.1009-2307.2016.09.035
参考文献(References)：
- [1]吴杰.层次式无线传感器网络LEACH路由协议的探讨及改进[D].长沙:湖南师范大学.2008.
- [2]王超.基于Multi-Radio功率管理的传感器网络MAC协议研究[D].哈尔滨:黑龙江大学.2011.
- [3]SONG Yongxian,ZHANG Rongbiao,SHEN Zhuo.Analysis of energy consumption of virtual MIMO wireless sensor network[J].JOURNAL OF NETWORKS.2012,7(12):2011-2018.
- [4]RANA A,KHAN M,HOLGER K.MAC protocols for cooperative diversity in wireless lans and wireless sensor networks[J].IEEE COMMUNICATIONS SURVEYS&TUTORIALS.2014,16(1):46-63.
- [5]聂世群,田伟莉.IEEE802.11MAC层CSMA/CA机制的分析与研究[J].内江科技.2007(6):102-103.(NIE Shiqun,TIAN Weili.Research on CSMA/CA Mechanism of IEEE802.11MAC[J].Neijiang Science and Technology.2007(6):102-103.)
- [6]LI Jianpo,JIANG Xue,TAI Lu.Energy balance routing algorithm based on virtual MIMO scheme for wireless sensor networks[J].Journal of Sensors.2014,1(1):1-8.
- [7]XIAO Y.A simple and effective priority scheme for IEEE 802.11.IEEE Communications Letters[R]2003,7(2):70-72.
- [8]LIU Xingcheng.Reliable cooperative communications based on random network coding in Multi-hop relay WSN[J].IEEE SENSORS JOURNAL.2014,14(8):2514-2523.
- [9]MARCO A M.MARINHO,Edison Pignaton de Freitas,Joo Paulo C.L.da Costa etc.Applying Cooperative MIMO Technique in an Adaptive Routing Mechanism for Wireless Sensor Networks[C].2013IEEE Conference on Wireless Sensors(ICWiSe2013).2013,1(1):47-52.
- [10]MARWAN K,MOHAMMAD Z.Siam D N,et al.Clustering and power management for virtual MIMO communications in wireless sensor networks[J].Ad Hoc Networks.2013,1(11):1571-1587.
- [11]梁平元,刘星成,石春,等.基于协作MIMO的多跳WSN动态分簇选择算法研究[J].自动化学报.2010,36(10):1041-1048.