无线传感器网络媒质接入控制协议的研究

针对现有的无线传感器网络单信道媒介接入控制协议,存在信道利用率低、信号冲突等问题,提出一种新颖的多信道媒质接入控制协议(MCMAC);该协议引入协调节点和时隙分配的方法,并充分利用硬件通信频率可调的特点,实现了无竞争的多信道媒质接人控制;仿真结果表明,采用该协议可以在有效提高信道利用率的同时,提高网络吞吐量,降低信号冲突和能量消耗,延长网络寿命.     

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节能信道接入控制协议

在无线传感器网络MAC这一广阔的研究领域已经开展了很多研究工作,但迄今对能量节省并没有很好的解决方案,一般都以牺牲其他性能来降低能耗的.多信道节能MAC协议结合传感器网络对信道接入控制的要求,综合提高了网络性能,通过ns-2仿真,验证了本协议在能量节省、信道公平性以及网络吞吐量等方面的性能改善.     

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.     

无线传感器网络MAC协议研究进展

近年来, 无线传感器网络 (WSNs) 作为国内外一个新兴的研究方向, 吸引了许多研究者和机构的广泛关注. 无线传感器网络具有与传统无线网络不同的特点, 且与应用高度相关. 无线传感器网络主要的一个设计目标是有效地使用网络节点的受限资源 (能量、内存和计算能力), 以最大化网络的服务寿命. 传统网络的介质访问控制 (MAC) 协议, 并不能直接应用于无线传感器网络. 针对无线传感器网络的特点和应用背景, 研究人员提出了很多 MAC 协议. 本文通过分析无线传感器网络的特点, 讨论了影响 MAC 协议设计的有关问题, 着重研究和比较了当前一些重要的无线传感器网络 MAC 协议. 结果表明, 不存在一种适用于无线传感器网络应用的标准 MAC 协议, 好的 MAC 协议必须能在能量有效性和网络性能之间进行折中. 最后, 展望了无线传感器网络 MAC 协议的进一步研究策略和发展趋势.     

基于跨层设计的无线传感器网络MAC协议

针对占空比MAC协议存在端到端传输延迟问题,提出一种新的占空比MAC协议——PRMAC。PRMAC通过跨层路由信息帧的提前传送可以调度数据包在一个周期内多跳传输,从而降低网络延迟,提高能量有效性。NS-2仿真结果表明,PRMAC在没有牺牲能量有效性的情况下,改进了传统占空比协议的端到端传输延迟,并能提高网络吞吐量。     

无线传感器网络MAC协议研究

无线传感器网络作为一种新兴的计算机网络,具有着广泛的应用领域。MAC协议是保证无线传感器网络有效运行的关键技术,本文展示了近年来无线传感器网络的MAC层协议的部分研究成果,并在MAC设计中需要考虑的主要问题的基础上,分析比较了这些协议。     

基于能量的无线传感器网络MAC协议研究

无线传感器网络采用能量有限的电池供电,能量决定了传感器网络的生命期,传感器节点的能耗主要集中在介质访问控制层协议(MAC)上.如何降低传感器网络MAC层协议的能耗,成了解决能量问题的关键.文章从减少数据流量,增加射频模块休眠时间和冲突避免3个方面,深入剖析了当前经典的MAC协议,通过分析得出,在节省能耗上,应该综合考虑各种MAC协议的运用.     

无线传感器网络动态节能信道接入协议

为了使无线传感器网络移动节点加入时能快速地建立连接并且能量消耗较低,提出一种动态、节能的信道接入控制协议DEE-MAC.该协议以一种新颖的方式在TDMA的基础上叠加了动态分簇和优先级竞争簇头机制,在移动和静止场景中,既有最低性能保障,又有较高信道利用率.仿真结果表明,有移动节点加入时,DEE-MAC协议在数据吞吐量、延时以及丢包率方面比SMAC协议都有明显改善.     

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。     

一种基于节能的无线传感器网络MAC协议

无线传感器网络中节点能量十分有限,为了进一步提高能量的利用效率,提出了一种基于节能的改进型媒体接入控制(MediumAccess Control,MAC)协议.该协议结合了BASIC算法与自适应S-MAC协议的优点,采用一种简单易行的算法根据节点实际分布情况调节RTS、CTS、DATA、ACK四种帧的发送功率,从而达到节省能量的目的.协议中采用的自适应侦听机制不仅可以减少数据的传输延迟,而且可以避免由于在S-MAC协议中引入功率控制策略时带来的一些问题.协议与S-MAC算法相比节省了能量,减少了时延,同时并没有降低无线传感器网络的其他性能.     

基于梯度信息的无线传感器网络MAC协议研究

在无线传感器网络中,MAC协议负责协调节点竞争,为节点分配共享的无线信道资源.使用节点采集信号强度信息来划分梯度,依据梯度将事件域内节点分配到不同时间空间中来竞争信道,可以减轻信道的负担.仿真实验表明,引入自适应的梯度划分算法能很好地适应网络拓扑结构的变化,采用的梯度跳跃机制可以有效减小由于梯度划分而带来的延迟,并且,所设计的空间相关性控制策略能够有效减小重建误差.     

一种适用于无线传感器网络的功率控制MAC协议

功率控制技术通过减少节点的发射功率来降低能耗,但节点间不对称的发射功率会增加网络的冲突概率并降低吞吐量.根据实际环境中的节点部署情况,引入了基于Pareto分布的系统模型.研究了传感器网络中功率控制技术在节省能量方面的性能,提出了一种基于SMAC(sensor-MAC)可适用于无线传感器网络的功率控制MAC(media access control)协议.此协议使用功率控制调度算法选择最优相邻节点,使网络中节点的拓扑连接得到优化,在保证网络连通性的同时,降低通信的冲突率,扩大网络的吞吐量.信息的传递以最优功率发射,并使通信节点具有反作用冲突节点的能力,从而在降低网络能耗的同时保证了节点间通信的公平性.实验仿真结果显示,与现有的几种重要方案相比,新的功率控制MAC协议使网络具有了更大的有效吞吐量及更长的生存时间.     

无线传感器分簇网络中MAC协议的研究*

通过对CSMA协议的分析,在基于信道接入分簇网络中提出了改进的MAC协议,即M-CSMA协议.最后,利用OPNET仿真实现了该协议,并给出了相关的仿真结果.     

无线传感器网络MAC层节能广播协议

在无线传感器网络中,使节点休眠是一种有效的节能方式。很多较新的MAC协议都采用定期休眠的机制进行节能,如B-MAC、VPCC、X-MAC、A-MAC等。这些协议并未针对广播进行设计,使得发送广播需要消耗较多能量,而且易于发生隐藏节点引起的冲突。提出了适用于休眠传感器网络的节能广播协议。该方法中广播报文以随机间隔进行重传,能够保证异步休眠的节点接收到广播数据;在产生隐藏节点冲突问题时,随机间隔的机制能够使相互干扰的报文较快分离,降低报文冲突的干扰。通过NS-2模拟,验证了广播协议的节能性和高效性。     

基于竞争允许TDMA的无线传感器MAC层协议

无线传感器网络在许多重要领域有着广泛的应用,而传感网的媒体访问控制子层(MAC)协议对传感器网络的运行和性能具有重要影响。该文概述了目前存在的传感网MAC协议的设计思想,在SMAC协议的基础上,将TDMA和CSMA两种思想结合起来并与SMAC协议同步机制相统一,提出了一个新的基于竞争允许TDMA的无线传感器网络MAC协议。模拟结果显示,与SMAC协议相比,该协议在数据包延迟、能量消耗及数据包的接收率等性能上有很大提高。     

一种适用于无线传感器网络的跨层高效MAC协议

为了延长网络的寿命,实现能量的高效利用是无线传感器网络应用的主要目标,MAC协议的能效性直接关系到网络的能耗,但采用分层方法的MAC协议无法实现最优的节能效果.本文基于跨层的方法提出了一种能量高效MAC(cross layer energy efficient MAC,CLEE-MAC)协议.该协议在自适应S-MAC(adaptive sensor MAC,AS-MAC)协议基础上,通过利用路由层的路由表信息,改变AS-MAC协议的控制帧格式,有效解决了AS-MAC协议中因"强迫唤醒"造成的能量浪费问题,延长了网络的寿命.理论分析和仿真验证均表明,随着节点密度的增加,CLEE-MAC协议的节能增益随网络密度线性增大.     

一种动态占空比的无线传感器网络MAC协议

在无线传感器网络(WSN)中,降低能耗会引发端到端时延的增加.为兼顾能耗和时延的平衡,提出一种基于动态占空比的WSN介质访问控制协议.通过计算节点利用率、平均睡眠延时,结合占空比上下限,动态调整节点占空比,使其更好地适应网络实时通信流量.实验结果表明,该协议在线性拓扑中比S-MAC节能52％,延迟减少35％,在网状拓扑...     

基于梯度和能量捕获的无线传感网路由协议研究

为解决无线传感网分簇协议中出现的节点能量消耗不均衡的问题,提出一种新的基于梯度和能量捕获的分布式无线传感网路由协议EGRP。该协议引入了距离梯度和能量捕获技术,在成簇阶段,以节点自身剩余能量、邻居节点平均剩余能量、节点距离梯度为参数构建成簇策略;在转发阶段,以簇头剩余能量和簇头梯度为参数构建簇间转发策略。理论推导与仿真实验结果均表明,EGRP协议的优化效果达到了预期,使单个节点的能耗下降10.9%,不同节点间的能耗更加均衡,从而延长了网络的生命周期。