计算机应用技术论文：无线传感器网络 IEEE 802.15.4 睡眠唤醒机制 单跳通信 多跳通信 离散时间休假排队模型

计算机应用技术论文：无线传感器网络 IEEE 802.15.4 睡眠唤醒机制 单跳通信 多跳通信 离散时间休假排队模型 计算机应用技术论文:无线传感器网络 IEEE 802.15.4 睡眠/ 唤醒机制 单跳通信 多跳通信 离散时间休假排队模型 【中文摘要】无线传感器网络WSN (Wireless Sensor Network)的能量资源是非常有限的,IEEE 802.15.4为无线传感器网络提供了 一种低速率、低成本和低功耗的无线通信。实际应用中,传感器 节点体积小且由电池供电,节能问是无线传感器网络的研究热点之 一。本文基于无线传感器网络节点的通信过程,对IEEE 802.15.4的 周期性睡眠/唤醒机制进行系统建模与性能分析。首先,考虑节点从休 眠模式转换到激活模式时,功率放大器的启动过程将消耗一定的能量, 同时,也会带来额外的系统延迟,将该启动过程抽象为启动期,将周期 性的睡眠/唤醒机制中的休眠模式抽象为休假期,结合现代通信的数 字化本质,建立带有启动期及休假期的离散时间排队模型。其次,针对 无线传感器网络节点的单跳通信过程,考虑到达过程的无后效性及突 发性,服务过程的无后效性及一般性,建立带有启动期及休假期的 Geo/Geo/1、Geom/G/1及Geomξ/G/1排队模型。给出系统切换率、 数据帧平均响应时间及系统功耗的解析表达式。通过数值结果及系统 仿真,定量分析无线传感器网络单跳通信过程中星座体积对系统性能 的影响。然后,基于无线传感器网络的分... 【英文摘要】Wireless Sensor Network (WSN) is an energy-constrained network, IEEE 802.15.4 with its low-rate, low-cost and low-power is recognized as an ideal standard for the WSN. Generally, sensor nodes are very small and use battery supply power, so the energy saving is one of the critical issues in WSN. Based on the communication process of sensor nodes in WSN, the periodical sleep/wakeup protocol of IEEE 802.15.4 is modeled and analyzed in this paper.Firstly, based on the IEEE 802.15.4 standard, let sensor node... 【关键词】无线传感器网络 IEEE 802.15.4 睡眠/唤醒机制 单 跳通信 多跳通信 离散时间休假排队模型 【采买】 1.3.9.9.38.8.4.8 1.3.8.1.13.7.2.1 同时提供论文写作定制和论文发表服务.保过包发. 【说明】本文仅为中国学术文献总库合作提供，无涉版权。作者如有异议请与总库或学校联系。 【英文关键词】WSN IEEE 802.15.4 sleep/wakeup protocol single-hop communication multi-hop communication discrete-time queueing models with vacation policy 【目录】WSN中睡眠/唤醒节能策略的系统建模与性能分析 摘 要 3-4 Abstract 4-5 第1章 绪论 8-14 1.1 研 究背景与研究意义 8-9 1.2 国内外研究现状 9-12 1.3 主要研究内容 12-13 1.4 论文组织结构 13-14 第2章 基础知识概述 14-24 2.1 IEEE 802.15.4 标准 14-17 2.1.1 IEEE 802.15.4 物理层 15-16 2.1.2 IEEE 802.15.4 MAC 层 16-17 2.2 WSN 的节点结构与能量消耗 17-19 2.2.1 传感器节点结构 17-18 2.2.2 传感器节 点能量消耗 18-19 2.3 WSN 的节能策略 19-21 2.3.1 节点休眠机制 20 2.3.2 睡眠/唤醒机制 20-21 2.4 相关参数说明 21-23 2.5 本章小结 23-24 第3章 基于单重休假睡眠/唤醒机制的系统建模与性能分析 24-32 3.1 单重休假Geo/Geo/1 排队模型 24-25 3.1.1 排队模型的建立 24-25 3.1.2 相关的符号表示 25 3.2 系统稳态分析 25-27 3.2.1 队长及等待时间 25-26 3.2.2 系统忙循环 26-27 3.3 Geo/Geo/1 下睡眠/唤醒机制的性能指标 27-28 3.3.1 系统切换率 27 3.3.2 数据帧平均响应时间 27-28 3.3.3 系统功耗 28 3.4 数值结果与系统优化 28-31 3.4.1 数值结果 28-30 3.4.2 星座体积优化 30-31 3.5 本章小结 31-32 第4章 基于多重休假睡眠/唤醒机制的系统建模与性能分析 32-50 4.1 多重休假排队模型的建立 32-33 4.2 无后效业务下睡眠/唤醒机制的性能分析 33-38 4.2.1 多重休假Geom/G/1 排队模型的建立 33-34 4.2.2 系统稳态分析 34-37 4.2.3 睡眠/唤醒机制的性能指标 37-38 4.3 无后效业务下的系统仿真与系统优化 38-41 4.3.1 数值结果及仿真 38-40 4.3.2 星座体积优化 40-41 4.4 突发业务下睡眠/唤醒机制的性能分析 41-46 4.4.1 多重休假Geom~ξ/G/1 排队模型的建立 41-42 4.4.2 系统稳态分析 42-45 4.4.3 睡眠/唤醒机制的性能指标 45-46 4.5 突发业务下的数值结果与系统仿真 46-48 4.6 本章小结 48-50 第5章 基于串联排队网络 的睡眠/唤醒机制的系统建模与性能分析 50-60 5.1 簇间多跳 传输网络 50-51 5.2 串联排队网络模型建立 51-52 5.3 源节点处的排队分析 52-54 5.4 串联排队网络的稳态分析及 系统性能 54-56 5.4.1 队长及等待时间 54-55 5.4.2 系统性能指标 55-56 5.5 系统仿真与系统优化 56-59 5.5.1 数值结果及仿真 56-58 5.5.2 跳数优化 58-59 5.6 本章小结 59-60 结论 60-62 参考文 献 62-66 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果 66-67 致谢 67-68 作者简介 68