基于多條件休眠的媒體接入控制層信道接入機制

　　IEEE 802. 15.4協(xié)議是一個具有低成本、低功耗和短距離通信特點的無線通信協(xié)議，這些特性正好符合無線傳感器網(wǎng)絡（ Wireless Sensor Network，WSN）的應用環(huán)境要求。因此，業(yè)界一般將IEEE802. 15.4協(xié)議作為無線傳感器網(wǎng)絡的通信標準。近年來IEEE802. 15.4協(xié)議的研究受到廣泛關注，尤其是基于數(shù)學建模方法對網(wǎng)絡介質(zhì)訪問控制算法的分析和性能優(yōu)化成為一個研究熱點。

　　針對802.15.4網(wǎng)絡能耗優(yōu)化問題，提出了一種基于多條件休眠模式的媒體接入控制（MAC）層信道接入機制。首先，建立該機制的馬爾可夫模型；然后，基于模型對網(wǎng)絡主要狀態(tài)的穩(wěn)態(tài)概率和協(xié)議參數(shù)進行推導；其次，分析了節(jié)點在每個超幀內(nèi)的平均能耗；最后，研究了數(shù)據(jù)包到達率、退避次數(shù)、超幀指數(shù)和最小退避指數(shù)對節(jié)點主要狀態(tài)的穩(wěn)態(tài)概率、能耗和節(jié)點生存時間的影響。實驗結果表明，與節(jié)點無休眠態(tài)的802.15.4網(wǎng)絡相比，節(jié)點能耗降低了84. 4%左右；與部分條件休眠的方法比較，節(jié)點能耗平均降低了62. 8%，網(wǎng)絡存活時間平均提高了70%。模型較好地描述了提出的網(wǎng)絡信道接入機制，合理的網(wǎng)絡參數(shù)設置能夠優(yōu)化網(wǎng)絡能耗性能，也為無線傳感器網(wǎng)絡（ WSN）的實際應用提供能耗優(yōu)化參考。
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