基于唤醒的WSN的MAC协议改进与实现

为节约节点能耗,获得更长的生命期,很多无线传感网络的MAC层协议引入了周期睡眠方式。在节点周期睡眠时,如何实现节点间的通信是研究的焦点。基于睡眠唤醒机制的异步MAC协议是解决方法之一,其在低负载时具有较好的节能效果。在此类MAC协议基础上,针对数据汇聚型应用场合进行改进。通过分析和实验表明,该改进既降低了能耗,又改善了延时性能。     

多个无线传感器网络中节能MAC协议设计

在无线传感器网络中,媒体访问控制(MAC)层协议影响着整个网络的性能。根据无线传感器网络对节点能耗和时延的要求,本文提出了一种基于跨层设计的节能MAC协议。利用物理层、MAC层和路由层之间的信息交互,在保证可靠通信的基础上,实现在一个监听/睡眠周期内数据多跳传输,缩短数据传输时延,并且有效控制网络数据传输的冗余度,降低冗余节点能量消耗。性能分析和仿真结果表明,节能MAC协议能够有效地降低网络时延并且减少节点能耗。     

无线传感器网络MAC层能耗与时延的权衡

无线传感器网络节点设计的最重要约束之一就是要求低能耗,这与传统网络依赖持续的能源供应而致力于提供尽可能高的服务质量截然不同.研究了一个结合无线传感器网络的能耗特性而提出的MAC协议S-MAC协议,并在对802.11MAC、S-MAC中的能耗状态与时延特征进行理论和数学分析的基础上,通过仿真实验得出了在模拟网络环境中802.11MAC和S-MAC的能耗和平均时延,S-MAC协议中引入节点周期性睡眠、冲突串音避免和消息传递等新技术,以牺牲时延为代价换取高效的能量利用,提供了一种高效可扩展的在能耗和时延之间进行权衡的方案.     

基于竞争机制的无线传感器网络MAC层协议的研究综述

媒体介入控制(MAC)协议基本任务是节点共享网络媒体的介入问题,近年来针对传感器网络独特的资源限制和应用需求,研究人员提出了许多为无线传感器网络设计的具有低能耗特征的MAC协议.分析比较MAC协议中基于竞争机制的典型协议,以便于无线传感器网络MAC协议的进一步研究与改进.     

基于ZigBee的低功耗无线传感器网络改进协议

如何降低无线传感器网络(WSNs)节点的能耗来延长网络寿命是非常重要的,无线网路的性能主要取决于MAC协议,若要降低节点能耗,合理的设计与改进MAC协议就成为一个关键性问题.主要介绍了无线传感器网络中的ZigBee技术发展与应用,针对相关能耗问题,将延迟测量时间同步(DMTS)算法融入到ZigBee网络中,同时引入了基于S-MAC协议机制的周期性侦听/睡眠、碰撞避免等措施对协议进行改进,通过仿真与基本协议进行比较.仿真结果表明:改进的协议能够有效降低网络节点能耗.     

用于多跳无线传感器网络的能量有效数据转发协议

为了增加无线传感器网络的寿命,必须尽可能地节省节点的能量.节省能量最显著的方法就是在节点不参与数据传输时,使其无线模块处于睡眠状态.本文提出了一种适用于无线传感器网络的可靠、能量有效的数据传输（REEGF）协议.此协议通过使网络节点的唤醒模块工作于周期性的侦听/睡眠方式,当节点有数据业务时,利用节点的唤醒模块把节点的一跳邻居节点同步唤醒,确保数据被及时、可靠地发送.通过采用类似于RTS/CTS的控制信息交换方式和发送忙音, REEGF协议有效地避免了数据传输的隐藏和暴露终端问题.基于节点的位置, REEGF协议采用竞争的方式,选取朝着目标SINK节点前进距离最大的邻节点,作为中转接收节点,实现了路由、MAC和拓扑管理的有机结合,节省了节点的资源.分析表明,在网络节点密度适度的情况下, REEGF协议的可靠性、能量消耗和链路建立时延显著地优于文[8]提出的GeRaF协议.     

三层建立虚拟簇的能量有效MAC协议

由于传感器节点本身不能自动补充能量或能量补充不足,节约能量是传感器网络MAC协议设计首要考虑的因素。而传统网络的MAC协议重点考虑节点使用带宽的公平性,提高带宽利用率和增加网络的实时性,这意味着传统网络的MAC协议不能直接用于无线传感器网络,需要研究新的适用于无线传感器网络的MAC协议。综合比较了已有的各种无线传感器网络MAC层协议优缺点,着重研究了EBRI-MAC协议,对这个协议进行了改进,提出TLVC-MAC 协议,采用基于路由信息分三层建立虚拟簇的方式进一步减少能量消耗,提高能量效率。     

一种高能效无线传感器网络MAC协议研究

为了解决无线传感器网络中MAC层空闲侦听、冲突和控制开销所带来的无效功耗等问题,提出了一种高能效无线传感器网络动态非等分时隙MAC新方法;该方法依据网络拓扑和监测类型分析了覆盖率模型,设计了通过选举最低剩余能量节点为休眠节点的动态选举算法,推导得到了非等分配时隙协议的算法公式,同时,采用簇内单向广播的时钟同步算法保证了网络节点拥有相同的时间基准;在无线传感器测试床上进行仿真对比实验,结果表明该方法较好地实现了动态调节工作节点数量和非等分传输时隙的协议功能,MAC层的能量有效性显著提高;该方法可有效使用网络能量,延长网络生命周期,是一种高能效的无线传感器网络MAC协议。     

Ad hoc网络MAC层攻击的分布式检测与控制

Ad hoc网络无线协议栈的灵活性使节点容易对协议实施篡改以达到非法抢占信道等目的。在对节点MAC层恶意行为分析的基础上,提出基于代理的分布式行为检测机制。仿真表明,该机制能有效检测恶意节点。引入trap确认机制,将检测与网络管理及跨层控制相结合,实现全网范围的攻击检测与控制,降低恶意行为对网络的危害程度,提高无线网络的健壮性。     

基于DS证据理论的无线传感器网络MAC层安全研究*

研究了无线传感器网络MAC层安全问题,分析了现有无线传感器网络MAC层协议安全体系的不足之处,针对无线传感器网络遭到非法入侵的情况,提出了一个基于D-S证据理论的MAC层入侵检测机制。该机制利用碰撞率、数据包平均等待时间、RTS包到达率以及邻居节点的报警作为证据,对网络的状态进行实时的分析检测,根据网络的状态作出响应。该算法能够应用于现有的MAC协议如S-MAC、IEEE 802.15.4中,仿真结果表明,该算法能够较好地抵御针对MAC层的攻击,保证网络的安全运行。     

一种基于功率控制的无线传感器网络MAC协议

提出了一种基于功率控制的无线传感器网络MAC协议,根据节点接收阈值,计算出节点发送最优功率,在根本上减小发送功率从而节省节点能量。为了减少节点间的碰撞,引入了自适应调整竞争窗口和快速退避机制,减少节点空闲时间,从而进一步减少节点耗能。仿真结果显示在能量和吞吐量上都有显著提高。     

WSNs在水信息采集中的应用

针对传统的水信息获取方式多为人工观测、不适于恶劣的环境中使用这一问题,提出了使用无线传感器网络(W SNs)的节点设计思想。分析了系统的硬件设计方案和通信协议,并详细地讨论了传感器节点、汇聚节点、管理节点的设计方法,在MAC层协议设计上使用分时接收方法避免多节点发送数据时的冲突。实验测试结果表明:节点的功耗少,传输的距离约100m,数据的正确率高达99%以上,很好地满足了实际工程需要。     

SEEL:无线传感器网络下自适应、低延迟的节能媒质接入控制协议

无线传感器网络有着广泛的应用前景,然而由于传感器节点能量有限,因此传感器网络上运行的协议必须具备能量有效性以获得较长的生命周期.而媒质接入控制子层是节点能量消耗的主要所在,因此无线传感器网络设计的关键问题之一是媒质的接入控制.提出了一种自适应低延迟的节能MAC协议——SEEL协议,根据当前的网络负载自适应地调节竞争窗口的大小,从而减小节点数据传送的碰撞几率和由于碰撞而导致的能量消耗;采用了快速退避机制,减少了节点在退避过程中的空闲监听时间;扩展了RTS/CTS消息机制,可减少节点在每帧活动阶段的时间以及减小数据的延迟,两者都能节约能量的使用.实验结果显示,SEEL协议具有比S-MAC和TEEM协议更好的性能.     

基于生成树的无线传感器网络MAC协议

简要分析了无线传感器网络(W SNs)MAC层协议,针对MAC协议在节能和时延方面的不足,提出了一种基于生成树的MAC协议(ST-MAC)。以汇聚点为根节点,创建一个由网络中所有节点组成的生成树。ST-MAC采用TDMA接入方式,其固有的低工作周期提高了网络性能。性能分析和实验结果表明:相对S-MAC,ST-MAC在能量节省和时延方面有较好的效果。     

一种能量有效的无线传感器网络轮询接入控制协议

周期性休眠的PCF机制虽然较好地解决了无线传感器网络的能耗问题,但没有考虑节点的负载状态,降低了系统性能,也增加了系统的查询能耗.以限定(K=1)服务为基础,提出了一种改进的PCF轮询控制协议,即具有混合服务策略的无线传感器网络轮询接入控制协议PCF-SS.该协议在保障公平性的前提下,能够根据节点状态动态调整优先级并改变服务K值,中心服务器AP则根据各节点的服务K值在每轮服务时对节点的下一轮服务时间进行预估计,并采用统一的服务时间表唤醒节点,达到节能的效果.仿真实验表明系统的平均等待时间、平均排队队长等性能指标比周期性休眠的PCF机制要好,能量的有效利用率更高,具有更长的生命周期,适合作为无线传感器网络的MAC控制协议.     

Design and evaluation of a novel MAC layer handoff protocol for IEEE 802.11 wireless networks

In recent years, the IEEE 802.11 wireless network family has become one of the most important set of standards in the wireless communications industry. IEEE 802.11 compliant devices are inexpensive and easier to configure and deploy than other wireless technologies. In an IEEE 802.11 wireless network, wireless terminals can move freely. As a result, when the wireless terminal moves away from its current access point, it must switch to another access point to maintain the active connection. This is known as the MAC layer handoff process. MAC layer handoff latency should be minimized to support real-time applications and to provide mobile devices with seamless roaming in IEEE 802.11 wireless networks. This paper proposes a novel MAC layer handoff protocol over IEEE 802.11 wireless networks by introducing advertisement messages sent from other mobile nodes and from which wireless terminals are able to receive the information of access points in their neighborhood. A mobile node can try to associate with access points based on the prediction before starting the probe process. The experimental results demonstrate that our solution can reduce MAC layer handoff latency to meet the requirements of real-time applications.     

WSN中基于链路质量和节点能量的AODV路由算法研究

为了满足无线传感网络能量的高效使用以及数据传输的稳定性的要求,需要对无线传感网络路由层协议进行改进。本文提出一种基于节点之间链路质量和节点能量状态的LE-AODV路由协议,LE-AODV路由协议采用跨层设计,路由发现过程中通过MAC层和物理层获取链路质量信息和节点能量信息来选取最优路径,并通过节点能量状态更新机制避免网络中热点的产生。本文使用Castalia仿真器对LE-AODV路由协议进行仿真,仿真结果表明,LE-AODV路由协议可以有效的提高分组投递率和网络生存时间。     

IEEE802.15.4/ZigBee协议的MAC层节点能耗分析与研究

能耗是无线传感网络性能的重要参数之一,针对无线传感网络WSNs特点,对无线传感网络的ZigBee技术标准傲了分析研究.围绕网络低功耗运行,从MAC层协议方面研究了无线传感网络的睡眠节能机制,讨论了IEEE802.15.4在低功耗、低数据速率的无线连接领域应用的可行性.     

Service Attack Improvement in Wireless Sensor Network Based on Machine Learning

A plurality of sensors in a wireless sensor network (W.S.N.) is a physical parameter node that allows detection sensor nodes to interact. Security is an essential issue in wireless sensor networks of many practical applications. Our goal is to launch denial of service attacks and respond to wireless sensor networks to enhance security by detecting the enemy. Different kinds of different layers in the occurrence WSN. These two types of machine learning techniques, neural network (NN), detect a Support Vector Machine (SVM), a media access control (MAC.) layer attacks. I have to compare the two methods. It has an access channel wireless sensor node, MAC. Protective layer is essential. Use scenario probability WSN. Wireless network simulator, Vanderbilt plow error simulation.     

基于预约和反馈的无线传感器网络MAC协议研究

针对无线传感器网络中对通信实时性要求较高的应用环境,引入信道预约机制和反馈机制到S-MAC协议,提出了一种低时延的RF-MAC协议。该协议在有数据需要发送时先预约信道,各节点根据预约时间表进行数据传输。采用在数据传输过程中向源节点发送反馈信息的方法,实现后续数据的提前发送。通过仿真实验表明:RF-MAC协议有效地降低了数据传输的时延,同时改善了丢包率和网络吞吐量。