wsn两种竞争mac的分析与比较

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1、WSN两种竞争MAC的分析与比较◆王英杰(中国海洋大学山东省266071)【摘要】无线传感器网~r(WirelessSensorNetworks，wsN)是集成了下，节点可能保持监听，也可能发送数据。传感器、数据处理单元和通信模块的微小节点构成的全分布式的(三)TMAC引入的新机制。自组织网络。易扩展、分布式结构、健壮性和实时性等特点，使其在1．数据传输仍然采用4次握手机制，不同的是在节点活动的时众多领域有着传统网络无法比拟的优势。隙内插人了一个TA(TimeActive)时隙，若TA时隙之间没有任何时【关键词】WSNS-MACT—MAC间发生，则活动结束进入睡眠状态。TA的取值对于协议性能至

2、关重要，其约束条件为：TA=m(C+R+T)，m>l，其中C为竞争信道时间，R为发送RTS分组的时间，T为RTS分组结束到发出CTS分组开始的时间。在仿真的时候，一般选取m=1．5，即：TA=1．5。一、竞争型MAC协议2．TMAC通过周期性发送SYNC帧来保持节点间的同步。竞争型MAC协议采用按需使用信道的方式。当节点需要发(四)TMAC的优势。送数据时，使用无线信道，若发送的数据产冲突，就按照某策略重发针对WSN的串行避免和早睡问题，TMAC进行如下修改：数据，直到发送成功或放弃发送为止。特点：扩展性好，算法简单1．在TAMC中，串扰避免机制是可选的，串扰避免机制能够显易实现。典型协议：S

3、MAC和TMAC。著减少串扰带来的能量损耗，但是这样会导致冲突的增加所以协二、SMAC协议的分析和研究议不宜采用串扰避免机制。(一)SMAC协议的基本思想。2．在采用周期性调度的MAC协议中，如果一个节点在邻居准SMAC(Sensor-MAC)协议是较早针对WSN的一种MAC协备向其发送数据时进入了睡眠状态，这种现象称为早睡。为防止议，采用下面介绍的多种机制来减少了节点能量的消耗。固定周信道不能合理利用，浪费资源。因此协议提出了两种方法进行缓期性的侦听和睡眠：为减少能量的消牦，传感器节点要尽量处于解。低功牦的睡眠状态。SMAC协议采用了低占空比的周期性睡眠／①预请求发j~(Futurerequ

4、est-to—send，FRTS)侦听，可以使得SMAC具有良好的扩展性，在覆盖网络中形成众当一组节点的发送方收到另一组节点发出的请求建立通信多不同的虚拟簇。的要求后，立即向接收发送一个FRTS。FRTS帧包含节点接收数(二)消息传递技术。据前需要等待的时间，因此接收方在此时间内保持监听状态。无线信道的传输差错与包长度成正比。在SMAC中消息传②由于发送的FRTS可能干扰另一组发送的数据，所以另一：递技术将长消息分成若干短包，利用RTS／CTS握手机制，一次J性组发送方需要将发送的数据延迟相应的时间。准备通信的一组在发送整个长消息提高发送成功率。流量自适应侦听机制采用流接收到CTS之后发送一个

5、与FRTS长度相同的帧，该帧不包含有量自适应侦听机制，减少了网络中的传输延迟。用信息，只是为了保持对信道的占用，在此之后建立好的信道立同时为减少WSN消耗的能量，基于IEEE802．11提出一种新即发送数据信息。叽制。当WSN发现冲突重传、接收到不是发送给自己的数据、控③满缓冲区优先机制：制信号、空闲侦听等从而造成传感器网络耗能时，它引入了节点间当节点的缓冲区接近占满时，对接收到的RTS帧不回复的SYNC机制，允许没有数据发送和接收的节点进入休眠状态以节CTS，而是立即向缓冲区中数据包的目的节点发送RTS，以建立数：省耗能。所以SMAC协议是一种基于竞争的控制协议。据传输。这个方法的优点是减少

6、了早睡问题发生的可能性，在一(三)SMAC协议减少能量消耗的优势。定程度上能够控制网络的流量。1．减少能量消耗方式之一就是睡眠机制。如果节点收到不是SMAC和TMAC通过时序关系控制节点的工作和睡眠时间，发给自己的数据包，节点直接进睡眠状态。因此关注与时钟同步问题。2．随机退避原理也可减少能量消耗。节点在发送数据前要随四、WSN研究意义机地退避一段时间。从每个周期的开始，消息队列非空的节点会WSN的应用前景广阔，其应用小到健康护理，智能家电，大型随机地选择一个退避数，当信道空闲时，每过一个时隙，退避数器车间和仓库管理；大到城市交通疏导，机场，军事，太空都有所涉就会减1，当退避数器为0时，节点就

7、会发送数据。此时没有竞争及，因此深入研究WSN的意义重大而深远。到信道的节点就会停止退避计数，转而进入睡眠状态，等待下一个周期的到来，重新竞争信道。参考文献：三、TMAC协议的分析和研究【11许毅．无线传感器网络原理及方法【M】．清华大学出版社，2012(一)TMAC(TimeSMAC)基本思想。【2】谭励．无线传感器网络理论与技术应用【M】．机械工业出版协议提出了一种自适应调整占空比的方法：通过