面向無(wú)線多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的低功耗IEEE802.11DCF協(xié)議設(shè)計(jì)的中期報(bào)告

面向無(wú)線多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的低功耗IEEE802.11DCF協(xié)議設(shè)計(jì)的中期報(bào)告一、研究背景與意義無(wú)線多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)（WirelessMultimediaSensorNetworks，WMSN）是將傳統(tǒng)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的傳感數(shù)據(jù)、控制命令等信息與音頻、視頻等多媒體信息相結(jié)合的一種新型傳感器網(wǎng)絡(luò)。由于其特殊的網(wǎng)絡(luò)特性和應(yīng)用環(huán)境，WMSN的研究一直是學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的熱點(diǎn)，其應(yīng)用領(lǐng)域也非常廣泛，如視頻監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)測(cè)、智能交通等。由于WMSN是一種無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，其功耗方面是影響其性能表現(xiàn)的重要因素之一。為了提高WMSN的功耗效率和性能表現(xiàn)，需要設(shè)計(jì)一種低功耗的協(xié)議。而IEEE802.11DCF（DistributedCoordinationFunction）協(xié)議是一種經(jīng)典的無(wú)線局域網(wǎng)（WirelessLocalAreaNetwork，WLAN）協(xié)議，其分布式競(jìng)爭(zhēng)方式適用于WMSN中每個(gè)節(jié)點(diǎn)在共享信道上進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)膱?chǎng)景。因此，本中期報(bào)告致力于面向WMSN應(yīng)用的低功耗IEEE802.11DCF協(xié)議的設(shè)計(jì)與優(yōu)化研究。二、相關(guān)研究現(xiàn)狀目前，已有許多研究針對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的低功耗協(xié)議展開(kāi)研究。其中，SLA-MAC（Sleep-AwakeMAC）協(xié)議、S-MAC（Sensor-MAC）協(xié)議、T-MAC（Traffic-adaptiveMAC）協(xié)議等基于睡眠機(jī)制的低功耗傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議被廣泛應(yīng)用于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域。而在WMSN領(lǐng)域，也有許多研究提出了低功耗協(xié)議，如LEACH（Low-EnergyAdaptiveClusteringHierarchy）協(xié)議、PEGASIS（Power-EfficientGAtheringinSensorInformationSystems）協(xié)議等。但是當(dāng)前基于睡眠機(jī)制的低功耗協(xié)議在處理多媒體數(shù)據(jù)時(shí)存在一些問(wèn)題，如數(shù)據(jù)的時(shí)序和實(shí)時(shí)性問(wèn)題等。因此，本中期報(bào)告將重點(diǎn)關(guān)注面向WMSN應(yīng)用的低功耗IEEE802.11DCF協(xié)議的設(shè)計(jì)與優(yōu)化研究，力求解決以上問(wèn)題。三、研究?jī)?nèi)容與計(jì)劃本中期報(bào)告的研究?jī)?nèi)容包括以下兩個(gè)方面：1.低功耗IEEE802.11DCF協(xié)議設(shè)計(jì)本研究將在IEEE802.11DCF協(xié)議的基礎(chǔ)上，針對(duì)WMSN應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行協(xié)議的優(yōu)化，設(shè)計(jì)一種適用于多媒體數(shù)據(jù)傳輸?shù)牡凸膮f(xié)議。具體研究?jī)?nèi)容包括：1）建立WMSN模型，分析其特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)景。2）對(duì)IEEE802.11DCF協(xié)議進(jìn)行分析和優(yōu)化，考慮協(xié)議的能耗和實(shí)時(shí)性等關(guān)鍵問(wèn)題。3）采用時(shí)序調(diào)度技術(shù)降低節(jié)點(diǎn)功耗，增強(qiáng)數(shù)據(jù)傳輸實(shí)時(shí)性。4）使用多媒體數(shù)據(jù)傳輸中常見(jiàn)的包級(jí)前向糾錯(cuò)技術(shù)，提高數(shù)據(jù)可靠性。2.低功耗IEEE802.11DCF協(xié)議仿真本研究將使用Ns-2（Networksimulator2）仿真軟件進(jìn)行協(xié)議實(shí)現(xiàn)和性能評(píng)估。具體研究?jī)?nèi)容包括：1）使用Ns-2軟件進(jìn)行協(xié)議實(shí)現(xiàn)和仿真測(cè)試。2）評(píng)估協(xié)議的功耗、實(shí)時(shí)性和可靠性等性能指標(biāo)。3）分析仿真結(jié)果，探索協(xié)議的優(yōu)化空間。四、預(yù)期研究成果本中期報(bào)告的預(yù)期研究成果包括以下幾個(gè)方面：1.針對(duì)WMSN應(yīng)用場(chǎng)景的低功耗IEEE802.11DCF協(xié)議設(shè)計(jì)與優(yōu)化。2.采用時(shí)序調(diào)度技術(shù)降低節(jié)點(diǎn)功耗，增強(qiáng)數(shù)據(jù)傳輸實(shí)時(shí)性。3.采用多媒體數(shù)據(jù)傳輸中常見(jiàn)的包級(jí)前向糾錯(cuò)技術(shù)，提高數(shù)據(jù)可靠性。4.使用Ns-2仿真軟件進(jìn)行協(xié)議實(shí)現(xiàn)和性能評(píng)估，驗(yàn)證協(xié)議的有效性和可靠性。五、結(jié)論本中期報(bào)告介紹了一個(gè)面向WMSN應(yīng)用的低功耗IEEE802.11DCF協(xié)議的設(shè)計(jì)與優(yōu)化研究。該研究將協(xié)議的設(shè)計(jì)重點(diǎn)放在多媒體數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)