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移动传感器网络(MSN)是无线传感器网络(WSN)的一种。目前,传感器网络绝大多数研究都集中于在能力受限节点上如何实现简单的环境数据(如温度、湿度、光强等)的采集、处理与传输。然而,随着监测环境的日趋复杂,应用场合的不断拓展,迫切需要将信息量丰富的图像、音频等多媒体引入到以传感器网络为基础的环境监测活动中来。同时,诸如定位、候鸟迁徙、海洋鱼类迁徙等应用场合,传统静态布置节点传感器网络已经不能满足应用对于节点移动性的要求,这样基于移动传感器网络的语音通信研究应运而生。
本文针对传统传感器网络带宽窄,网络延时大,不适合于开展数据吞吐量大的语言通信业务,着重从语音编解码协议和802.15.4 MAC层协议两方面研究其对语言通信的影响。
首先,对现行几种主流语音编解码标准进行了研究,并对比了他们的MOS值,指明了移动传感器网络中语音编解码算法优化和改进方向,提出了一种基于CS-ACELP算法的增强型算法ECS-ACELP,此算法继承了原算法优点,在8kbps的语音数据传输量下降低了算法复杂度,优化了其性能,使其适合于在移动传感器网络中开展语音业务。
其次,研究了现行传感器网络的MAC层协议,研究表明基于CSMA/CA的MAC协议实时性差,延时大,不适合移动传感器网络语音通信,因此借鉴了RSVP的思想,提出了一种基于时分复用的新型算法:业务标记-时分复用多址算法SL-TDMA,并相应的对其性能进行了NS2仿真验证,仿真结果表明,与CSMA/CA协议相比,由于SL-TDMA协议降低了冗余信道侦听时延,有效的改善了网络时延,在多跳语音通信中表现出了良好的性能。