面向低占空比无线传感器网络的数据传输协议研究

本书以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。

目录
第1章 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.1.1 无线传感器网络概述 2
1.1.2 无线传感器网络特点 4
1.1.3 无线传感器网络节能协议研究的必要性 5
1.2 节能通信协议研究现状及分析 6
1.2.1 基于睡眠调度的MAC 协议 8
1.2.2 面向睡眠调度的数据传输协议研究意义 11
1.2.3 面向睡眠调度的数据传输面临的主要挑战 11
1.3 本书的主要研究工作及组织结构 13
1.3.1 主要研究工作及创新点 13
1.3.2 本书的组织结构 16
第2章 面向动态传送协作树的动态时隙分配协议 18
2.1 引言 18
2.2 相关研究工作 19
2.3 网络模型与问题描述研究 22
2.4 D-TDMA协议设计 24
2.4.1 D-TDMA概述 24
2.4.2 Slot分配算法设计 24
2.4.3 目标跟踪数据聚集 26
2.4.4 节点的动态加入/退出 28
2.4.5 调度策略的维护 30
2.5 D-TDMA协议性能分析 32
2.5.1 能量消耗分析 32
2.5.2 端到端时延分析 36
2.5.3 能耗和时延性能比较 37
2.6 D-TDMA协议实验结果与对比 39
2.7 本章小结 42
第3章 基于分布式准同步机制的可靠广播协议 43
3.1 引言 43
3.2 相关研究工作 44
3.3 模型假设与研究问题 47
3.3.1 系统模型 47
3.3.2 广播转发条件分析 49
3.3.3 准同步机制 50
3.4 DQSB协议设计 51
3.4.1 分布式准同步广播协议设计 51
3.4.2 协议各状态关系分析 56
3.4.3 DQSB协议性质分析 57
3.4.4 低时延路由 58
3.5 DQSB协议实验结果与分析 59
3.5.1 基于The ONE仿真平台的扩展 59
3.5.2 不同的占空比下性能对比 60
3.5.3 不同网络规模下性能对比 61
3.5.4 不可靠链路下可靠性测试 62
3.5.5 低时延单播汇聚路由测试 63
3.5.6 参数λ分析 63
3.6 本章小结 65
第4章 时延受限和能量均衡的多跳广播协议 66
4.1 引言 66
4.2 相关研究工作 67
4.3 研究问题 69
4.3.1 问题描述 69
4.3.2 问题建模 71
4.4 DCEB协议设计 73
4.4.1 能量均衡广播主干的构建 74
4.4.2 广播转发时间的确定 78
4.4.3 时延约束广播报文的转发 82
4.4.4 DCEB协议实现 83
4.5 DCEB实验结果与分析 85
4.5.1 实验设置 85
4.5.2 性能指标 86
4.5.3 性能比较分析 86
4.6 本章小结 90
第5章 基于跨层的自适应占空比控制协议 91
5.1 引言 91
5.2 相关研究工作 92
5.3 研究问题 94
5.3.1 问题描述 94
5.3.2 系统模型 95
5.4 CLA-DC协议设计 96
5.4.1 单跳时延模型 96
5.4.2 单跳通信时延分析 97
5.4.3 自适应占空比控制算法设计 99
5.5 CLA-DC实验结果与分析 102
5.5.1 单跳时延控制验证 103
5.5.2 端到端时延控制对比 104
5.6 本章小结 106
第6章 总结和展望 108
6.1 主要研究工作 108
6.2 进一步的研究方向 110
参考文献 113