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无线传感器网络集成了无线通信、传感器、嵌入式计算、网络等技术,是一种典型的无基础设施的通信网络。无线传感器网络能够实时协同监测、感知和采集各种环境或监测对象信息,对数据进行处理,并传送到需要这些信息的设备或用户,可广泛应用于军事、商业、医疗救护、环境监测等领域,近年来引起了学术界和工业界的高度关注。 本文主要致力于研究无线传感器网络MAC高能量效率协议。无线传感器网络节点数量大,单个节点资源有限,MAC协议设计的首要目标是有效节省能源。论文分析比较了无线传感器网络的几种MAC协议,并通过借鉴S-MAC协议的优秀思想,设计出一种新的高能量效率自适应MAC协议,即A-MAC协议。 无线传感器网络处于异构环境中时,各个节点产生和中转有价值数据的概率是不一样的,即使是同样的节点在不同外部环境中或在不同时段中需要传送数据的概率也是不一样的,因此不应对节点的帧模式作硬性规定。A-MAC协议的基本思想是根据应用和业务来动态调整占空比,以适应异构、多业务或非均匀业务环境。A-MAC协议可使无线传感器网络节点能够在吞吐量性能大致一样的情况下,比S-MAC协议能更长时间的进入睡眠状态,从而降低空闲监听的能量消耗。 作者通过Opnet仿真工具仿真比较了A-MAC协议、S-MAC协议、802.11MAC协议在无线传感器网络中的性能。研究结果表明,A-MAC协议相对于S-MAC协议、802.11协议而言,确实在能量节省上存在优势,尤其是业务量不均或变化的情况时。