基于S-MAC改进的自适应占空比机制研究

S-MAC协议作为经典的基于无线传感器网络的MAC协议引起了人们的普遍关注。本文根据S-MAC固定占空比机制,提出了一种基于负载控制的自适应占空比调整的MAC协议——DSMAC。在DSMAC中,设定一个节点定时器,通过判断单位时间内负载情况,动态调整占空比,该协议旨在改善S-MAC固定占空比不能适应负载变化以及延迟过大的不足。利用NS2仿真工具对DSMAC进行了仿真,结果显示DSMAC协议不仅能够显著地提高吞吐量,减少时延,还能有效提高能量效率,在提高网络性能的同时达到节能的目的。     

无线传感器网络MAC协议的实现与分析

介绍了无线传感器网络中2种重要的基于竞争的MAC协议(IEEE802.11和S-MAC)原理。从平台的整体架构和运行环境2个方面对无线传感器网络测试平台的设计进行了详细介绍。对于IEEE802.11和S-MAC协议的实现,具体描述了通信接口的定义和组件重用技术,从状态机的角度阐述了协议的运行流程。根据测试数据从不同方面对IEEE802.11和S-MAC协议进行了对比分析。实验结果真实地反映了协议的性能,对无线传感器网络MAC协议的研究有着积极的推动作用。     

无线多媒体传感器网络S-MAC协议的改进与仿真

在无线多媒体传感器网络中,基于竞争的S-MAC协议存在无法使节点的活动时间,根据通信负载动态变化以及节点休眠带来的延迟问题。考虑到WMSNs中的数据流量变化的突发性,为提高网络的时延性能以及吞吐量性能,提出了基于流量负载的动态占空比调整机制(QD-MAC)。针对改进的算法在NS2上进行仿真实验,结果表明,QD-MAC协议不仅能使节点的活动时间适应通信负载的动态变化,还能大幅减少节点休眠带来的延迟。     

一种高能效无线传感器网络MAC协议

介质访问控制(MAC)协议是无线传感器网络研究领域的基础协议和支撑技术.因此,一种能量高效的MAC协议是提高整个无线传感器网络能量效率的基础.针对无线网络中能量储备有限的特点,在分析了现有无线传感器网络节能协议的基础上,提出了一种能量高效的MAC协议.通过动态调整占空比和消除边界节点等方式,提高了无线传感器网络的能量效率,延长了网络的生命周期.     

高效节能的无线传感器网络MAC协议

媒体访问控制协议是保证无线传感器网络高效通信的关键网络协议之一,与传统网络的MAC协议不相同的是,无线传感器网络的MAC协议首要考虑的因素就是节省能量。本文介绍了MAC协议的设计要点以及协议分类,并分析了现有的各种传感器网络MAC协议。并在每一类取一个代表,LPL,S-MAC和L-MAC进行了耗能仿真比较。根据仿真结果,我们得出每个协议在其节能方面都有其特点,所以我们认为不存在一个适应所有传感器网络的MAC协议,应该根据无线传感器网络的应用选其相适应的MAC协议。     

无线传感器网络S-MAC协议的能耗改进

无线传感器节点由于能量的耗尽而失效或者废弃,造成相应监测区域的空白,能耗问题一直是传感器网络介质访问控制（MAC）协议研究的重点问题之一。在S-MAC协议采用周期性侦听和睡眠机制、自适应侦听机制等方式改善网络能耗的基础上提出选择性睡眠、动态调整占空比、发送功率控制三种改进方法。通过NS2仿真实验,改进后S-MAC协议的能耗明显得到优化。     

无线传感器网络休眠MAC协议分析

无线传感器网络中每个传感器节点一般采用电池供电,能量有限,需要有效的可休眠的MAC协议来保持能量的高效利用,因此休眠MAC协议成为研究的重要方向之一。目前已经有很多种为无线传感器网络设计的MAC协议,其中一个重要的分支就是基于局部同步周期休眠／监听排程的S-MAC协议及其各种改进协议。论文首先介绍了无线传感器网络中与MAC协议设计相关的一些特性。其次对S-MAC协议的基本原理以及各种改进协议的原理进行了说明,并分析了它们各自的优缺点。     

无线传感器网络S-MAC协议研究

传感器节点能量受限,节能是传感器网络中媒体访问控制（MAC）协议设计的首要问题。采用周期性睡眠机制、自适应侦听机制、串音避免机制和消息传递机制可使得传感器媒体访问控制（S-MAC）协议在网络能耗和时延方面得到改进。对S-MAC协议的改进主要有两种方式：动态调整、区别控制包与数据包的发送条件进行发送。对无线传感器网络,要想设计出一种满足各方面要求的MAC协议是不现实的,可针对不同应用的要求,灵活采用不同的方式,设计出相应的协议。     

带休眠算法的无线传感器网络MAC协议

由于无线传感器网络中每个传感器节点的能量有限,所以需要有效的MAC协议来保持能量的高效利用。在MAC协议中引入休眠算法是其中一种重要的节能方式。现有的带休眠算法的无线传感器网络MAC协议已有很多种,主要分为2大类:一类是以S-MAC协议为代表的基于休眠/监听排程方案来达到节能目的的MAC协议;另一类是以WiseMAC为代表的基于低功率信道检测方案的MAC协议。对现有的主要几种有代表性的带休眠算法的无线传感器网络MAC协议进行了描述,分析了它们各自的优缺点,并进行了对比和总结。     

无线传感器网络MAC层协议浅析

文章简述了无线传感器网络中MAC层协议设计所需要考虑的要素,并详细介绍了S-MAC、T-MAC、PCSMAC、CoLaNet以及ACSEMAC等五种已经提出的MAC协议。通过介绍这些协议的细节,展示了近几年来无线传感器网络MAC层协议的部分研究成果。最后,文章还分析了这些协议的优势和缺陷。     

无线传感器网络MAC协议的研究与改进

研究和分析了当前无线传感器网络(WSN)中介质访问控制(MAC)协议、IEEE802.11和IEEE802.15.4 MAC协议的各种性能,并结合传感网络介质访问协议(S-MAC)中低占空比休眠机制对IEEE802.15.4介质访问协议进行改进.用NS-2仿真软件对各种协议进行仿真,仿真结果表明改进后的MAC协议可大...     

ADV-MAC: Analysis and optimization of energy efficiency through data advertisements for wireless sensor networks

Several Medium Access Control (MAC) protocols have been proposed for wireless sensor networks with the objective of minimizing energy consumption. For example, Sensor-MAC (S-MAC) was proposed to reduce energy consumption by introducing a duty cycle. However, S-MAC cannot handle variable loads because of its static duty cycle. Timeout-MAC (T-MAC) introduced an adaptive duty cycle to handle variable traffic loads. However, nodes that do not take part in data exchange waste energy because of continuous renewal of their timeout values. To eliminate this energy waste, we propose ADV-MAC, a MAC protocol for wireless sensor networks that introduces the concept of advertising for data contention. ADV-MAC minimizes the energy lost in idle listening while maintaining an adaptive duty cycle to handle variable loads. Additionally, ADV-MAC enables energy efficient MAC-level multicasting. We derive an analytical model for the packet delivery ratio and the energy consumption of the protocol. We verify the analytical model with simulations and use the model to choose an optimal value of the advertisement period. Simulations show that the optimized ADV-MAC provides substantial energy gains (50–70% less than T-MAC and S-MAC for the scenarios investigated) while faring as well as T-MAC in terms of packet delivery ratio and latency.     

Medium access control with coordinated adaptive sleeping for wireless sensor networks

This paper proposes S-MAC, a medium access control (MAC) protocol designed for wireless sensor networks. Wireless sensor networks use battery-operated computing and sensing devices. A network of these devices will collaborate for a common application such as environmental monitoring. We expect sensor networks to be deployed in an ad hoc fashion, with nodes remaining largely inactive for long time, but becoming suddenly active when something is detected. These characteristics of sensor networks and applications motivate a MAC that is different from traditional wireless MACs such as IEEE 802.11 in several ways: energy conservation and self-configuration are primary goals, while per-node fairness and latency are less important. S-MAC uses a few novel techniques to reduce energy consumption and support self-configuration. It enables low-duty-cycle operation in a multihop network. Nodes form virtual clusters based on common sleep schedules to reduce control overhead and enable traffic-adaptive wake-up. S-MAC uses in-channel signaling to avoid overhearing unnecessary traffic. Finally, S-MAC applies message passing to reduce contention latency for applications that require in-network data processing. The paper presents measurement results of S-MAC performance on a sample sensor node, the UC Berkeley Mote, and reveals fundamental tradeoffs on energy, latency and throughput. Results show that S-MAC obtains significant energy savings compared with an 802.11-like MAC without sleeping.     

一种自适应调整发送概率的无线传感器网络MAC协议

文章提出一种新的无线传感器网络MAC协议AMAC.AMAC是对S-MAC的扩展,克服了S-MAC采用固定竞争窗,无法适应网络负载变化的缺点.为不影响协议休眠激活周期的建立,文章提出固定竞争窗加p坚持的退避算法,当退避计数器减为零时,节点不是立即发送数据,而是以最优概率p发送.为确定p值,又推导出使平均发送能耗最小的p与活动节点数的关系,同时提出了活动节点数估计算法.最后通过仿真验证了AMAC协议的自适应性和能量有效性.     

RP-MAC: A Passive MAC Protocol with Frame Reordering for Wireless Sensor Networks

Idle listening is one of the main factors for energy consumption in wireless sensor networks, and the duty cycle mechanism is widely used to reduce idle listening. In this paper, we present a new receiver-initiated duty cycling MAC protocol for wireless sensor networks, called reordering-passive MAC (RP-MAC), which includes receiver wake-up time estimation scheme and frame reordering scheme. We evaluate the performance of RP-MAC in ns-2 network simulator, and the simulation results shows that RP-MAC achieves higher energy efficiency, higher network throughput and lower end-to-end delay compared to other passive protocols, especially in case of heavy traffic or low duty cycle.     

基于GAF的无线传感器网络MAC协议

节能是无线传感器网络介质访问控制(MAC)协议的首要目标,综合近年来MAC协议的研究成果,针对S-MAC、T-MAC等几种典型协议进行分析,研究出将拓扑结构控制机制引入MAC协议,可进一步降低能耗。给出了一种基于GAF拓扑控制思想的MAC协议、GS-MAC协议。GS-MAC协议可以降低处于空闲侦听状态的节点数量,是一种高效节能的协议。仿真表明,引入拓扑控制后可以达到进一步节约能耗的目的。