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传感器网络被认为是影响人类未来生活的十大新兴技术之一,它是计算机技术、通信技术和传感器网络技术相结合的产物。传感器网络是由大量的传感器节点组成的,配合各种不同的传感器可应用布线、电源供给困难或人员不能到达的的区域(如受到污染的环境、敌对区域)和一些临时场合等。这就要求无线传感器网络需要尽量简易的信号收发、尽量灵敏的传感器、尽量节省的信息处理和尽量持久使用的电源。无线传感器网络是无线通信技术研究的一个新领域,具有十分广阔的应用前景,引起了广泛的重视。但是仍然还有很多问题亟待解决,其中能量有效性问题是无线传感器网络研究最多的话题,无线传感器介质访问控制(MAC)协议设计也必须将网络能耗考虑其中。 无线传感器网络的MAC协议决定节点共享的无线信道的分配方式,用来构建传感器网络系统的底层基础结构,对传感器网络的性能有较大影响,本文重点研究无线传感器网络MAC协议。首先对无线传感器网络进行了简单介绍,介绍了无线传感器网络的结构、面临的问题和挑战、设计目标及性能度量和应用,然后在第三章详细地介绍了无线传感器网络MAC协议工作机制。S-MAC协议是一种分布式协议,其基本的方案是采取周期性监听和睡眠的方法,尽量减少节点在空闲时候的监听,这样尽量减少了能量消耗。第四章在S-MAC协议的基础上设计了一种基于DS-CDMA无线传感器网络的新协议-CSMAC(CDMA Sensor MAC)协议,CSMAC协议通过关闭冗余节点(Turn Off Redundant Node-TORN)和选择最小邻居(Select Minimum Neighbor SMN)明显的减少了数据延时和能量消耗。在第五章给出多址干扰的模型并数学分析频分信道和MAI的关系。利用NS-2仿真工具对CSMAC协议和频分信道进行仿真,结果表明这种新协议和频分信道模型能有效减少DS-CDMA无线传感器网络多址干扰和数据丢包率,并且在能耗上也得到改善。