1. 本选题研究的目的及意义
无线体域网(WirelessBodyAreaNetworks,WBANs)作为一种新兴的无线通信技术,近年来在医疗健康、运动监测、个人娱乐等领域展现出巨大的应用潜力。
WBANs通常由部署在人体表面或植入人体内的多个传感器节点组成,用于实时采集和传输人体生理参数、运动状态等信息。
然而,由于WBANs节点体积小、能量受限、数据传输速率要求高等特点,其介质访问控制(MediaAccessControl,MAC)协议设计面临着巨大挑战。
2. 本选题国内外研究状况综述
无线体域网(WBANs)作为近年来兴起的一种新型无线通信技术,由于其在医疗健康、运动监测等领域的巨大应用潜力而备受关注。
介质访问控制(MAC)协议作为WBANs的关键技术之一,其性能直接影响着网络的吞吐量、延迟、能耗等重要指标。
因此,高效、节能的WBANsMAC协议设计一直是国内外学者研究的热点。
3. 本选题研究的主要内容及写作提纲
1. 主要内容
本课题主要研究基于MATLAB的优先级和休眠机制的无线体域网MAC协议设计,主要内容包括以下几个方面:
1.WBANsMAC协议相关技术研究:深入研究IEEE802.15.6标准中MAC协议的帧格式、工作原理、优缺点等,分析现有WBANsMAC协议中优先级机制和休眠机制的研究现状,为本课题的研究奠定理论基础。
2.基于MATLAB的MAC协议仿真平台搭建:利用MATLAB软件构建WBANs仿真环境,包括节点模型、信道模型、数据流量模型等,为后续MAC协议的性能评估提供仿真平台。
4. 研究的方法与步骤
本课题将采用理论分析、仿真实验和对比分析相结合的方法进行研究,具体步骤如下:
1.文献调研阶段:收集并阅读WBANs、MAC协议、优先级机制、休眠机制等相关领域的国内外文献,了解其研究现状、发展趋势和存在的问题,为本课题的研究提供理论基础。
2.系统建模与分析阶段:针对WBANs的特点,建立系统模型,并对WBANsMAC协议的关键技术进行深入分析,包括优先级调度算法、休眠机制、冲突避免机制等,为协议设计提供理论依据。
3.协议设计与仿真实现阶段:基于MATLAB平台,设计并实现所提出的基于优先级和休眠机制的WBANsMAC协议,并搭建仿真平台,对协议的性能进行测试和评估。
5. 研究的创新点
本课题的创新点在于:
1.提出一种基于优先级和休眠机制相结合的WBANsMAC协议:该协议结合了优先级机制和休眠机制的优点,能够在保证数据传输实时性的同时,有效地降低节点的能量消耗,延长网络寿命。
2.设计一种高效的优先级调度算法:该算法能够根据数据类型和应用需求,动态调整数据帧的传输优先级,确保重要数据优先传输,提高网络的QoS。
3.提出一种自适应的休眠机制:该机制能够根据节点的能量状态和数据传输需求,动态调整节点的休眠和唤醒策略,在保证数据传输可靠性的前提下,最大限度地降低节点的能量消耗。
6. 计划与进度安排
第一阶段 (2024.12~2024.1)确认选题,了解毕业论文的相关步骤。
第二阶段(2024.1~2024.2)查询阅读相关文献,列出提纲
第三阶段(2024.2~2024.3)查询资料,学习相关论文
7. 参考文献(20个中文5个英文)
[1] 王寿国, 王玲玲, 吴立辉, 等. 无线体域网节能MAC协议研究进展[J]. 计算机研究与发展, 2017, 54(02): 241-259.
[2] 李颖, 冯志勇, 魏亮, 等. 无线体域网中基于能量有效感知的休眠调度机制[J]. 电子学报, 2018, 46(11): 2725-2732.
[3] 张晓宇, 王斌, 李广侠, 等. 面向医疗物联网的无线体域网MAC协议研究[J]. 通信学报, 2020, 41(02): 1-16.
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