《无线传感网络调度优化技术》选取无线传感器网络研究热点问题，对无线传感网络调度优化技术进行深入探讨，重点介绍基于Quorum系统的介质访问控制协议、优化调度算法和聚合调度策略。《无线传感网络调度优化技术》共8章。第1章概述无线传感器网络的研究背景及其意义；第2章论述介质访问控制协议以及调度相关的研究；第3章提出基于自适应Quorum系统同步传感器网络的介质访问控制协议；第4章提出基于Quorum元素偏移的同步介质访问控制协议；第5章提出自适应调整工作时隙长度的异步介质访问控制协议；第6章提出无线传感器网络中网络寿命、汇聚信息量和采样周期折中的优化调度算法；第7章提出基于可变聚合率的数据聚合调度策略；第8章对全书进行总结，介绍取得的相关成果，并展望下一步研究问题。
《无线传感网络调度优化技术》可作为无线传感器网络研究、基于Quorum系统的介质访问控制协议研究的教材，也可供从事相关专业的教学、科研和工程技术人员参考。
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无线传感器网络集合了微型电子技术、低功耗嵌入式技术、无线通信技术和分布式信息处理等技术，通过各类集成化的微型传感器之间的协作，实时监测、感知和采集各种环境或监测对象的信息，是当前在国际上备受关注的，涉及多学科高度交叉，知识高度集成的前沿热点研究领域，具有十分广阔的应用前景和实用价值，被认为是对21世纪产生巨大影响力的技术之一。
无线传感器节点作为微小器件，只能配备有限的电源，在煤矿井下等危险无人环境中，更换电源是近乎不可能的。这使得传感器节点的寿命在很大程度上依赖于电池的寿命，所以有效地提高能量效率以延长网络寿命是无线传感器网络设计中的重要问题。而另一方面，当监测对象状态变化、监测事件发生时又需要迅速地将被监测对象与事件的信息尽快地传送到人控终端，从而采取相应的控制措施以满足无人操作装备的平稳安全运行。因而，如何使得无线传感器网络获得高的寿命并使得网络延迟最小化是其获得实际应用的关键课题。本书主要探讨无线传感器网络调度优化技术问题、能量有效与延迟最小化的优化问题，并基于Quorum系统，分别针对竞争和非竞争无线传感器网络的能量高效与延迟最小化的介质访问控制协议进行了深入研究。
本书编写特色主要有：
（1）内容全面。本书完整地介绍了无线传感器网络的相关知识，详细介绍了基于Quorum的介质访问控制协议，对相关模型进行了深入分析。
（2）通俗易懂。本书由浅入深，全面、系统地提出了基于Quorum的各类介质访问控制协议模型、模型分析、模型性能、模型实验结果等内容。
（3）面向需求。书中提出的基于Quorum介质访问控制协议、调度算法、聚合调度策略等都经过大量模拟实验验证，为解决实际问题提供参考。
（4）图文并茂。对于模型的性能分析、协议之间的对比等，本书给出大量的图形，可以让读者一目了然地查看相关结果。
通过本书的学习，读者不仅可以了解无线传感器网络的相关知识，而且可以掌握基于Quorum的介质访问控制协议等相关知识，从而能以高效率研究相关理论和解决实际的问题。
龙军，1972年8月生，教授、博士生导师，美国哥伦比亚大学访问学者、北京大学博士后、中南大学“升华学者计划”特聘教授，湖南省杰出青年基金、教育部新世纪优秀人才支持计划获得者，中南大学大数据与知识工程科研团队负责人。研究方向：网络资源管理与可信计算，致力于研究全球一体化的网络资源联邦计算框架，开发支持各类网络资源可信接入、管理与调度的联邦计算平台，为智能制造、云制造、智能工厂提供基础支撑，建立了网构化软件网络资源管理平台与协同开发环境。
主持完成国家863、国家科技支撑计划、国家自然科学基金等国家课题14项，突破了网络资源管理与可信计算研究领域一系列核心技术问题。科研成果在30个国家政府机关或大型企业得到推广应用，获省部级科技进步奖一等奖3项、二等奖1项，授权与申请发明专利30余项，获得计算机软件著作权26项。
目录
前言
第1章 绪论1
1.1无线传感器网络研究背景及其意义1
1.2无线传感器网络的特点2
1.3无线传感器网络的应用领域3
1.4无线传感器网络的介质访问控制问题5
1.5本章小结10
第2章 无线传感器介质访问控制研究11
2.1无线传感器网络概述11
2.2无线传感器网络研究挑战12
2.3无线传感器网络介质访问研究现状19
2.4本章小结23
第3章 基于Quorum的自适应同步介质访问控制协议24
3.1概述24
3.2网络模型与问题描述25
3.2.1网络模型25
3.2.2问题描述26
3.3基于FGgrid的MAC协议设计27
3.3.1FGgrid Quorum系统27
3.3.2基于FGgrid的MAC协议29
3.4自适应的基于Quorum MAC协议42
3.4.1自适应Quorum设计44
3.4.2自适应Quorum性能分析49
3.5实验结果52
3.5.1FGgrid Quorum系统性能分析53
3.5.2可增加QTS数量的计算54
3.5.3 AQM的延迟对比55
3.5.4能量有效性对比57
3.6本章小结59
第4章 基于Quorurn元素偏移的同步介质访问控制协议60
4.1概述60
4.2网络模型与问题描述61
4.3基于Quorum兀素偏移的MAC协议设计62
4.3.1研究动机62
4.3.2STgrid Quorum系统64
4.3.3ESQ基于MAC协议65
4.4性能分析68
4.4.1网络延迟68
4.4.2网络寿命68
4.5实验与性能分析结果69
4.5.1QTS的选取与占空比69
4.5.2单跳延迟70
4.5.3端到端延迟72
4.5.4协议的使用范围对比77
4.5.5能量与网络寿命的实验结果79
4.6本章小结83
第5章 自适应调整工作时隙长度的异步介质访问控制协议84
5.1概述84
5.2系统模型与问题描述85
5.3基于MAC协议的ESQ 86
5.3.1研究动机86
5.3.2SOgrid Quorum系统t87
5.3.3QTS压缩矩阵90
5.3.4基于MAC协议的QTSAC91
5.4性能分析92
5.4.1网络延迟92
5.4.2网络寿命93
5.5实验与性能分析结果95
5.5.1实验设计95
5.5.2 QTS数量95
5.5.3占空比的对比情况97
5.5.4单跳延迟99
5.5.5端到端延迟100
5.5.6能量与网络寿命的实验结果104
5.6本章小结106
第6章 网络寿命、汇聚信息量和采样周期折中的优化调度算法107
6.1概述107
6.2系统模型和问题描述109
6.2.1无线传感器模型109
6.2.2能量消耗模型109
6.2.3数据聚合模型110
6.2.4问题描述111
6.3折中优化算法调度设计112
6.3.1研究动机112
6.3.2折中优化调度算法的分析与设计114
6.4实验仿真117
6.4.1实验场景117
6.4.2调度时隙分配实验结果118
6.4.3Sink汇集信息量120
6.4.4网络寿命121
6.4.5采样周期的优化选择122
6.4.6与其他算法的性能对比情况l23
6.5本章小结124
第7章 基于可变聚合率的数据聚合调度策略125
7.1概述l25
7.2系统模型和问题描述126
7.2.1系统模型126
7.2.2问题描述129
7.3基于可变聚合率的数据聚集调度策略130
7.3.1研究动机130
7.3.2聚合集合的构建132
7.3.3聚合调度时隙分配算法设计l36
7.4性能评价142
7.4.1节点的调度时隙分配144
7.4.2能量有效利用率146
7.4.3网络寿命148
7.5本章小结149
第8章 总结150
8.1无线传感器网络调度的研究进展150
8.2无线传感器网络发展展望151
8.3相关的研究成果与应用成果152
8.3.1国家、省部级项目基金152
8.3.2应用软件平台152
8.3.3硬件应用产品152
参考文献154
图表索引164
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