一种针对无线传感器网络的MAC协议:S-MAC

无线传感器网络是最新产生的一种面向特定应用的网络系统,它产生的得益于无线通信技术和电路集成技术的发展.利用大量的低成本,体积,功能的传感器对环境进行监控,改变了传统的监控方式,具有很广泛的应用前景.文中着重介绍了一种针对无线传感器网络的MAC协议:S-MAC.     

低占空比无线传感器网络中MAC协议研究进展

无线传感器网络(WSN)是一种多跳自组织网络,它由大量具有有限能力的节点组成,在工业、农业、交通、国防等领域具有广泛应用.为了减少节点的能量消耗,延长网络的生命周期,近年来逐渐出现了基于低占空比技术(Low-Duty-Cycle)的WSN,简称LDC-WSN.在LDC-WSN中,节点在一个工作周期内大部分时间处于睡眠状态,只有极少时间内处于工作状态.MAC协议是实现LDC-WSN中节点睡眠调度的关键,对LDC-WSN保持正常工作并获得理想的工作性能具有非常重要的意义.针对LDC-WSN中MAC协议的研究仍处于起步阶段,是目前研究的热点.对当前研究进行综述,详细介绍和分析LDC-WSN中最具代表性和较新的MAC协议.通过对比和总结当前工作的优缺点,明确了目前存在的问题和难点,为未来更深入的研究指明了方向.     

无线传感器网络S-MAC协议的时延控制

S—MAC协议是基于竞争的传感器网络MAC层协议，通过使节点空闲时自动转换为休眠状态来节省能耗。然而，休眠模式的引入导致了数据前传中断问题，使时延显著增加。时延问题使得S—MAC协议不能理想地应用于实时数据采集系统中。在S—MAC中引入了快速数据前传算法（FDF），仿真表明，采用FDF算法的S—MAC协议比采用自适应侦听算法的S—MAC协议显著减少了时延（对于10跳的网络，端到端的时延减少了将近一倍），因而显著地增加了网络的吞吐量。     

无线传感器网络MAC层协议的对比研究

无线传感器网络是二十一世纪新兴的网络技术，它的出现使网络的发展进入一个新的阶段。针对无线传感器网络MAC层协议的研究一直是人们普遍关注的问题。总结了近年来的研究成果并针对TDMA，IEEE802．15．4，S—MAC，T—MAC几种典型的MAC层协议进行了对比分析，根据其各自的优点提出将来工作的方向和建议。     

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。     

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。     

无线传感器网络及其MAC层协议

无线传感器网络（WSN）是当今信息领域的一大研究热点，在军事、环境、医疗护理和智能家居等方面有着广阔的应用前景，引起了世界各国的广泛关注。首先介绍了无线传感器网络的相关理论知识，然后对无线传感器网络目前所采用的典型的MAC协议按类型进行了介绍。     

低占空比、低碰撞的异步无线传感器网络MAC协议

提高信道监听质量是降低能量消耗和提高通信效率的有效方法。提出了一种低占空比、低碰撞的PB-MAC(predict-base MAC)协议。通过发送节点精确预测接收节点的唤醒时间,降低占空比;采用基于预测的重建连接机制和数据重传机制,有效地避免碰撞和实现高效重传。OMNet++仿真实验结果表明：在50节点随机网络中,PB-MAC的平均占空比、发送消息耗能和平均碰撞次数分别比RI-MAC少68.60%、24.75%、68.05%,比X-MAC少64.39%、64.05%、70.54%。同时,在网格网络中PB-MAC的性能也优于RI-MAC和X-MAC。     

无线传感器网络MAC协议研究

本文首先从应用需求和业务特性两方面分析了无线传感器网络MAC协议设计面临的挑战.然后,结合现有典型协议,对无线传感器网络MAC协议的研究现状和趋势、节能策略及协议其他特点进行了分析与总结.最后,探讨了无线传感器网络MAC协议的待研究问题.     

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。     

S-MAC Protocol of Wireless Sensor Network

Energy efficiency is the primary issue for the Medium Access Control (MAC) protocol in sensor networks. Adopting periodic sleep,adaptive listen,overhearing avoidance and message passing mechanisms,the Sensor Medium Access Control (S-MAC) protocol improves energy efficiency and latency in the network. There are mainly two methods to enhance the S-MAC protocol: dynamic adjustment,and sending control and data packets under different transport conditions. For the wireless sensor network,it is not realistic to design one MAC protocol that meets all requirements of every aspect; however,it is possible to design corresponding protocols in accordance with different requirements by flexibly adopting different methods.     

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...     

面向能耗控制的无线传感器网络节点协议优化

能量受限是无线传感器网络一个显著的特征。对网络进行能耗优化并延长网络生命周期是无线传感器网络研究的重点。提出了面向能耗控制的无线传感器网络节点协议优化方法。针对网络中数据发送所占较大的能耗比重,通过对协议优化,对发送功率的参数设置方法进行改进,改变以往发射功率的固定参数设置法,通过终端节点之间的距离动态调整发送功率的方法,以达到节省能耗并延长网络生命周期的目的。仿真和实验结果表明,改进后的发射功率动态参数设置法较改进之前的固定参数设置方法能更多地节约网络能耗。     

An Improvement Energy Consumption Policy Using Communication Reduction in Wireless Body Sensor Network

Dedicated short-range communications (DSRC) is an important wireless technology for current and future automotive safety and mitigation of traffic jams. In this work, we have designed a Coplanar waveguide microstrip patch antenna with linear, upper and bottom and side slots for application in DSRC. The patch antenna was designed using glass epoxy substrate (FR4). Various parametric analyses such as the current distribution, reflection coefficient, radiation pattern on E- and H-plane as well as the realized gain (dB) were performed. The results were obtained by simulation using high-frequency structure simulator tool. The proposed antenna covers a frequency band of 5.8–5.9 GHz which is highly dedicated to the DSRC wireless communication technology for enhancement of safety of the automotive transport system. The designed antenna shows a good return loss of ??19 dB at 5.9 GHz.The designed antenna shows a promising gain, return loss and radiation pattern for use in DSRC for automotive transport systems.

     

无线传感器网络能耗分析与节能策略研究

能量供应与消耗目前影响无线传感器网络生存时间的主要因素。介绍了无线传感器网络节点组成,从硬件消耗和软件消耗两方面分析了影响能量消耗的主要因素,阐述了降低能耗、延长网络生存时间的的5种基本策略,并对无线传感器网络的能量供应方式的发展作了分析预测。     

Double Cluster Based Energy Efficient Routing Protocol for Wireless Sensor Network

Reducing the energy consumption of sensor nodes and prolonging the life of the network is the central topic in the research of wireless sensor network (WSN) protocol. The low-energy adaptive clustering hierarchy (LEACH) is one of the hierarchical routing protocols designed for communication in WSNs. LEACH is clustering based protocol that utilizes randomized rotation of local cluster-heads to evenly distribute the energy load among the sensors in the network. But LEACH is based on the assumption that each sensor nodes contain equal amount of energy which is not valid in real scenarios. A developed routing protocol named as DL-LEACH is proposed. The DL-LEACH protocol cluster head election considers residual energy of nodes, distance from node to the base station and neighbor nodes, which makes cluster head election reasonable and node energy consumption balance. The simulation results of proposed protocols are compared for its network life time in MATLAB with LEACH protocol. The DL-LEACH is prolong the network life cycle by 75 % than LEACH.     

无线传感器网络能耗分析与策略研究

无线传感器网络技术得到了广泛应用,但是该技术一直受能量的制约,因此能量始终是无线传感器网络的核心问题。通过对传感器节点结构与网络体系的分析,得出了传感器网络的能耗特性。为了延长无线传感器网络的生命周期,对传感器节点工作能耗与传感网络能耗做了具体研究,再从低功耗节点设计、网络协议及环境中能量补给三个方面总结出了一套有效的节能策略。     

大规模无线传感器网络分簇路由协议改进方案

本文对大规模无线传感器网络的路由协议进行了研究,提出一种全新的高能效分簇路由协议.根据节点数目以及分布区域大小,通过数学公式推导得出最优的簇首节点数目.对簇首进行改进,均衡网络的负载,减少节点的过早死亡,延长整个网络的寿命.离基站较远的簇首利用多跳来传输数据,减少远距离簇首的能量消耗,延长网络寿命,使网络规模不受限.使用Matlab软件进行仿真实验,实验结果表明新协议能够均衡网络节点能耗,延长网络生命时间,且能适用于大规模的网络.     

Energy Efficient Shortest Path Routing Protocol for Underwater Acoustic Wireless Sensor Network

Wireless Personal Communications - While several protocols are proposed in performing sub aquatic communication, routing and issues related to efficiency of energy are considered as important for...