无线传感器网络媒质接入控制协议的研究进展

媒质接入控制（Medium Access Control）是无线传感器网络设计的关键问题之一。由于无线通信模块是传感器节点能量消耗的主要来源,而媒质接入控制协议则直接控制着节点无线通信模块的活动,因此MAC协议节能效率的好坏将严重影响网络的性能。本文首先介绍了MAC层能量消耗的主要来源,阐述了无线传感器网络中MAC协议的研究内容和设计目标,并讨论了影响MAC协议性能的若干参数指标,随后介绍了几类典型的MAC协议,最后对MAC协议的发展方向进行了总结和展望。     

一种能量有效的无线传感器网络覆盖控制算法

覆盖问题是WSN(无线传感器网络)的基本问题,合理的覆盖控制可以有效地延长WSN的生存时间.提出一种能量有效的WSN覆盖控制算法(EECCA).算法中,节点采用布尔感知模型,节点根据自己的能量大小和连续未当选工作节点的轮数,来触发定时器进行工作节点选择,并根据邻居节点的能量信息进行了工作节点优化.仿真实验结果表明,算法不仅可以满足覆盖率要求,而且在减少总体能量消耗方面也有很好的改善.     

无线传感器网络中一种能量有效的数据存储方法

如何有效地对传感器在过去历史时间段内采集的大量感知数据进行存储,以备将来的信息查询和数据分析已经成为无线传感器网络应用面临的一个难题.介绍了一种基于树型路由的分布式数据存储方法,通过采用动态规划方法选择存储节点,使存储节点能量均衡和所有节点能耗之和最小,从而达到整个无线传感器网络能量有效.仿真实验结果表明,这种数据存储方法能够获得较好的能量均衡和总能耗较小,从而有效地延长整个无线传感器网络的生命周期.     

无线传感器网络中一种能量有效的分簇算法

传感器网络中簇头与基站的通信方式可分为两种:多跳和单跳.如果采用多跳方式,靠近基站的簇头因传送数据较多而导致较早死亡;而在单跳方式中,远离基站的簇头因传送数据能耗太高而很快死亡.针对上述问题,提出一种基于非均衡分簇的数据收集算法,使靠近基站的簇的大小小于远离基站的簇.仿真实验表明,非均衡分簇的数据收集算法能有效地延长网络的生命周期.     

能量有效的无线传感器网络部署

将无线传感器网络的节点部署问题抽象为圆覆盖问题;证明了当3个相同覆盖范围的节点构成边长为根号3的等边三角形时，节点的覆盖程度达到最大值82.7%．假设节点为势力场中的粒子，根据节点间力的作用部署节点，设计了CE-VFA算法，并在Matlab平台上对算法进行了仿真．结果显示，CE-VFA算法获得较好的网络部署效果，在消耗较少能量的前提下可以很好地改进原有部署的覆盖程度和覆盖效率，覆盖程度可以达到90%以上．     

能量有效的无线传感器网络节点调度算法

针对传感器节点随机部署的无线传感器网络中存在大量冗余节点而导致大量节点能量浪费这一问题,提出了一种分布式的能量有效的冗余节点调度算法(ERSS算法).为了最大程度地节约能量,延长网络寿命,该算法使网络中的节点自主地判定自身是否为冗余节点.网络中只有必要数目的节点保持活跃状态来保证网络的完全覆盖,而冗余节点转为休眠状态来节约能量.文中给出了冗余节点判别规则、计算模型及判定流程.仿真结果表明了所提出算法比现有算法在节约网络能量及延长网络寿命上的优越性.     

一种能量有效控制的实时无线传感器网络路由协议

提出了一种能量有效控制实时无线传感器网络路由协议.该协议通过信息类分处理,动态聚点策略,基于遗传算法的单跳延迟实现了网络传输端到端的实时性保证以及网络能量有效性控制;利用上溯重新路由方法,来处理网络拥塞问题,并实现了处理拥塞的智能化.经过实际应用,证明该协议是十分有效的,能满足无线传感器网络传输实时性和能量有效性要求.     

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.     

无线传感器网络多信道接入控制协议

在现有的无线传感器网络和Ad-Hoc网络中的MAC协议基础上,并考虑到无线传感器网络的条件约束和多信道通信的特性,本文提出了一种适用于无线传感器网络的多信道媒介接入控制协议(MCMAC).仿真结果表明该协议提高了网络的吞吐量、能量的有效性,并延长了网络寿命.     

一种TDMA无线传感器网络MAC协议能量有效性分析

经典轮询协议作为一种TDMA型MAC协议,符合无线传感器网络节约能量的要求,但在网络伸缩性上有所不足。在此基础上得出一种更适用于无线传感器网络的Controllable Threshold Polling MAC协议(CTP-MAC),使得网络能够自主完成时隙分配;结合概率母函数的方法,建立网络能量有效性的分析模型,得到平均功率的近似计算公式,对经典门限服务轮询协议和C"I'P-MAC进行分析。通过仿真实验,验证了分析模型的有效性。     

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。     

一种改进的无线传感器网络最小跳数路由协议

针对无线传感器网络最小跳数路由协议数据包多路径冗余传输,能量消耗不均衡等问题,提出了一种改进的无线传感器网络最小跳数路由协议。该协议通过引入侦听机制在网络中建立传输路径,同时采用一种新的能量均衡策略解决关键节点能耗过快的问题,以有效延长网络寿命。通过自主研发的无线传感器网络仿真平台进行仿真,比较最小跳数路由协议和改进协议的性能。实验结果表明:改进协议能够很好的均衡网络能量消耗,提高网络能量有效性,延长了网络寿命。     

.应用于中等负载无线传感器网络的节能型MAC协议

基于网络负载的大小,提出了适用于中等负载的无线传感器网络的节能MAC协议——EC-MAC协议。该协议引入概率p,采用TDMA方式和减少节点的空闲侦听时间来节能,提高了信道的利用率,延长了网络的生命周期。仿真结果表明,该协议在节省能量方面要优于传统TDMA和BMA协议。     

无线传感器网络访问控制的研究进展

针对无线传感器网络安全研究中访问控制所面临的安全挑战, 归纳和总结了目前国内外在该领域的相关研究和现状, 然后对现有的安全访问控制方案进行了系统的分析和比较。对无线传感器网络安全访问控制的研究方向、进展和趋势进行了探讨。     

面向隐私保护的无线传感器网络细粒度访问控制协议

针对无线传感器网络访问控制中的用户身份隐私保护和数据安全问题,提出了一种适用于多用户、隐私保护的访问控制协议。该协议采用属性基加密算法和分布式访问控制模式,使用属性证书、数字签名和门限机制,实现了用户的付费访问、细粒度访问控制和匿名访问,并保证了数据传输机密性和查询命令完整性。协议分析和协议比较表明,传感器节点的计算、存储和通信开销较小,方便实现用户和传感器节点动态加入,能更好地适应付费无线传感器网络的访问控制需求。     

无线传感器网络MAC协议的设计研究

媒体访问控制(MAC)协议是无线传感器网络协议的重要组成部分,它的性能好坏直接关系到无线信道的利用效率和整个网络的性能。介绍了无线传感器网络MAC协议设计的主要问题,根据设计指标的不同对无线传感器网络MAC协议进行了分类,并在此基础上,分析研究了几种典型的无线传感器网络MAC协议采用的机制和方法。     

无线传感器网络GEAR协议的一种改进方案

无线传感器网络(W SNs)被认为是未来改变世界的十大技术之首,但有限的计算、存储和通信能力,尤其是严重受限的能量使其应用前景面临巨大挑战,W SNs在应用之前需要解决许多关键问题,能量问题即是其中之一。能量对于W SNs的生命周期具有决定意义,设计W SNs路由协议需要重点考虑能耗问题,针对W SNs的GEAR路由协议,提出一种能耗上的改进方案并进行仿真,仿真结果显示:该方案能明显降低能耗。     

无线传感器网络中一种竞争窗口自适应MAC协议

媒体访问控制(MAC)协议是保证无线传感器网络(WSNs)高效通信的关键网络协议之一。MAC层协议设计的是否合理将严重影响网络的性能。介绍了现有MAC协议分类和主要MAC协议。分析了WSNs中典型的S-MAC协议,针对S-MAC协议在载波侦听时采用固定竞争窗口的弊端,提出了一种新型的能够根据流量变化对竞争窗口进行动态调整的新的MAC协议ASMAC,利用NS2对ASMAC进行了仿真,证明了新的ASMAC不仅能够显著地提高吞吐量,降低时延,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。     

无线传感器网络低功耗设计综述

无线传感器网络(W SN)综合了传感器技术、嵌入式技术、分布式信息处理技术和网络通信技术,能够协作地实时监测、感知和采集各种环境对象的信息,并将信息传递给系统用户主机进行分析、处理。W SN中的节点,具有感知和路由的功能,在实际的应用中,功耗是影响节点工作寿命的关键因素。为实现一种低功耗的W SN,可以从W SN的体系结构、传感器节点以及网络各层次通信协议等角度去设计实现。在该领域还存在一些亟待解决的问题。     

基于预约调度的无线传感器网络的MAC协议

提出了一种基于预约调度的用于无线传感器网络的MAC协议--SSMAC.该协议采用分布式竞争接入和预约调度发送,提供高能量效率的信道接入和支持QoS业务的传输,较好地解决了隐藏终端和暴露终端问题.仿真结果表明SSMAC协议在保持节能的同时,在降低媒体接入时延、提高报文投递成功率和提供QoS保障上较TRAMA协议性能有很大的提高.