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现有无线传感网协议需要在能量等资源受限条件下保障全网服务质量，包括检测延迟、数据上传成功率、数据传输时延等。本文面向大规模随机布设无线传感器网络在战场等环境中的目标事件监测等典型应用，设计自适应睡眠调度算法和协议，以在保障应用服务质量的前提下，降低节点能耗，延长网络寿命。本文的主要工作和成果如下：
第一，针对传感网中点目标监测应用，为满足不同重要性的任务需求，本文设计了占空比可自适应调节、平均监测延迟较小的分布式感知调度协议；面向节点随机布设的局部区域监控应用，设计了低复杂度的分布式感知调度协议(LDSP)，研究了基于位置信息和面向带状区域的事件监测优化方案，仿真结果显示LDSP的平均监测延迟不超过最小监测时延的15％。
第二，针对大规模网络节点随机部署的不一致性和监测时延的不同需求，为提供全网可调的监测时延保障，本文设计了全网能耗均衡的节点密度自适应的分布式感知调度协议(ADACP)，在满足相同的平均监测延迟的前提下，相对于随机感知调度协议延长了50％的网络生存周期。
第三，针对大规模随机布设网络分簇拓扑中相邻簇间通信干扰问题，设计了基于分时多信道的混合MAC协议，有效提高了簇内数据收集的成功率。为满足簇间数据传输QoS需求，设计了保障时隙通信的MAC协议(EGTS)，提高了吞吐量、降低了数据传输时延。EGTS协议已被无线个域网IEEE802.15.4e国际标准化组织接受为MAC关键技术之一。
本文研究成果均在QualNet仿真平台中得到了验证，部分协议在课题组承担的项目中得到实现验证。