基于TDOA的目标定位跟踪的TDMA协议实现方法
作者单位:西安电子科技大学
学位级别:硕士
导师姓名:杨克虎
授予年度:2013年
学科分类:080904[工学-电磁场与微波技术] 0810[工学-信息与通信工程] 0809[工学-电子科学与技术(可授工学、理学学位)] 08[工学] 080202[工学-机械电子工程] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 0804[工学-仪器科学与技术] 081001[工学-通信与信息系统] 0802[工学-机械工程]
主 题:无线传感器网络(WSN) 介质接入控制(MAC) 时分多址接入(TDMA) 定位与跟踪 OMNet++
摘 要:目标定位与跟踪在无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSN)中有着重要的应用,为了减少无线传感器网络整体能量消耗,保证可接受的跟踪精度和时延性能,需要一个高效的介质接入控制协议(Media AccessControl,MAC)。时分多址接入(Time Division Multiple Access,TDMA)技术在网络节点密度较大、时延要求较严格的情况下具有独特的优势,这使得其在无线传感器网络的MAC协议中占据重要的位置。 本文在网络仿真软件OMNet++环境下建立了基于TDMA的MAC协议的网络场景和协议栈框架,实现了深度优先搜索方式下的时隙分配方案、广度优先搜索方式下的时隙分配方案、集中式的时隙分配方案的功能模块,并配合其他各层协议完成了对上述三个协议的数据包平均时延、数据包最大时延、网络吞吐量的性能测试,最后对比分析了它们的结果。接着在OMNet++网络仿真软件中设计了用于目标定位的网络协议栈,重点实现了配合其他各层协议共同完成目标定位的MAC层协议的设计开发。由于本文重点讨论的是MAC层协议,所以具体的性能测试是针对MAC协议进行设置的,经过仿真测试我们可以看到,使用我们设计的MAC层协议不仅能完成整个网络的功能,而且能获得比使用LMAC(Lightweight MAC)协议更好的时延性能。 最后我们给出了在基于TDOA目标跟踪应用背景下网络协议的设计原理框架,此框架以MAC层协议为主要设计对象,介绍了基于预测方法的时隙分配原理。利用这种时隙分配机制,能大大减少整个网络的能量消耗。