基于自适应更新无线传感网络MAC协议

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1、基于自适应更新无线传感网络MAC协议摘要：针对无线传感器网络节点能量受限问题，提出了一种新的自适应更新异步MAC协议——AU-MAC协议。该协议以睡眠与工作状态切换、异步方式和自适应更新相结合的办法有效延长了网络寿命，减少了节点能耗°AIJ-MAC协议通过采用发方监听、接方激活数据传输，提高了信道利用的有效性。并且，它以建立邻居节点信息表，引入自适应更新机制,来减少空闲监听。在NS2网络仿真平台对提出的AU-MAC协议的性能进行了仿真评估。仿真结果表明，AU-MAC协议在保持相当的吞吐量以及端一端延迟的基础上，使无线传感器网络的能量有效性得到了改善。关键词：无线传感网络；媒体访问控制

2、；异步；自适应更新中图分类号：TP212.9；TN915.04文献标志码：AMACprotocolbasedonadaptiveupdateinwirelesssenornetworksLIUMing-zhu,XUShi-tao*,CHENGuangSchoolofMeasurement-ControlTechnologyandCommunicationEngineering,HarbinUniversityofScienceandTechnology,HarbinHeilongjiang150080,ChinaAbstract：Inordertosolvetheenergylimi

3、tationproblemonwirelesssensornetworknodes,thispaperproposedanewadaptiveupdateasynchronousMACprotocol一AU-MACprotoco1.Thisprotocolcombinedthesleep-workstateswitchingmode,asynchronousmodewithadaptiveupdatetoeffectivelyextendthenetworklife・AU-MACprotocolimprovedchannelusageefficiencybymakinguseofse

4、ndermonitoringandreceiveractivatingdatatransfer・And,itestablishedaneighbornodeinformationtableandintroducedadaptiveupdatingmechanism,toreducethefreemonitor・ThefunctionsofAU-MACprotocolhadbeenestimatedonNS2networksimulationplatform.Itshowsthat,AU-MACprotocolimprovestheenergyefficiencyatthebasiso

5、fmaintainingthesamethroughputandend-endtransitdelay.英文关键词Keywords：WirelessSenorNetwork(WSN)；MediaAccessControl(MAC)；asynchronous；adaptiveupdate0引言无线传感器网络(WirelessSensorNetwork,WSN)是一个通过共享无线介质而构成的多跳自组织网络［1］。它以部署在监测区域内大量的传感器节点来感知、采集和处理网络覆盖区域内被感知对象的信息，并发送给观察者。在实际应用中，由于传感器节点常布置在相对偏远、环境恶劣的地区或不便布设有线网

6、络的地方，不易更换电池，因此如何有效降低能耗，延长网络的寿命成为无线传感网络一个重要的研究方向。无线传感器网络的媒体访问控制(MediaAccessControl,MAC)协议［2］决定着如何在节点之间分配有限的无线通信资源，对无线传感器网络的性能有着非常大的影响。近些年，来人们以降低能耗和一些具体的应用需求提出不同的MAC协议。但到目前为止，无线传感器网络MAC协议还没有一个统一的分类方式。相对来说普遍采用的是以信道分配方式来对MAC协议进行分类，可分为基于调度的MAC协议、基于竞争的MAC协议、混合MAC协议。调度协议通常以时分多址(TimeDivisionMultipleAcc

7、ess,TDMA)为主，也可采用频分多址(FrequencyDivisionMultipleAccess,FDMA)或码分多址(CodeDivisionMultipleAccess,CDMA)的信道访问方式［3］。调度协议基本思想是：采用某种调度算法将时槽/频率/正交码分配给节点，这样就有效地避免了冲突。但设计信道的重用以及有效的调度方案是一个难题，并且调度协议通常需要严格的时钟同步，这样就增加了控制开销。竞争协议主要采用载波侦听多路访问(CarrierS