一种基于大规模网络分解和协调的WSNs MAC协议.pdf

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1、6O传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2012年第31卷第2期一种基于大规模网络分解和协调的WSNsMAC协议林钟楷,程良伦(广东工业大学自动化学院控制网络与系统研究所,广东广州510006)摘要:针对树状拓扑的大规模传感器网络中存在的节点能量和传输效率问题,提出了一种基于大规模网络分解和协调的无线传感器网络(WSNs)MAC协议。该协议在路由信息的基础上对网络进行再一次分解,并采用了与之相适应的节点接人算法。实验结果表明:该协议总体能耗低、传达率高且具有一定的自适应性,同时网络时延并没有因为分层而增加。该协

2、议对大规模无线传感器网络有良好的适用性。关键词:无线传感器网络;MAC协议;大规模网络;网络分解;自适应中图分类号:TP393.04文献标识码:A文章编号:1000-9787(2012)02-0060-04AMACprotocolbasedondecompositionandcoordinationforlarge-scaleWSNsLINZhong—kai.CHENGLiang—lun(NetworksandSystemResearchInstitute,SchoolofAutomation,GuangdongUniversityofTechnology,Gua

3、ngzhou510006,China)Abstract:TheproblemofpowerandtransmissionefficiencyofTree·-topologylarge·scalewirelesssensornetworks(WSNs)isresearchedandanewMACprotocolbasedondecompositionandcoordinationoflarge—scalenetworkisproposed.TheMACprotocoldecomposedthenetworkagainaccordingtotherouteinform

4、ation,andanewaccessalgorithmthatisadaptingitisintroducedtothesensornodes.TheexperimentalresultsshowthattheperformanceoftheMACprotocolhaslowerpowerconsumptionandbetterdeliveryratewithoutanyadditionofdelayinevidence.Andtheprotocolcanadaptivethelarge—scaleWSNswel1.Keywords:wirelesssensor

5、networks(WSNs);MACprotocol;large—scalenetwork;networkdecomposition;a—daptive0引言信道接入和休眠管理体制,强化了网络的管理,避免了冲突目前,大规模无线传感器网络(WSNs)的路由协议大和时延。多采用了树状拓扑结构J,通过分簇和Sink节点实现分层上述协议在一定程度上能够解决大规模节点分布的网管理,以减少网络控制的复杂程度。针对这种结构,文络中的能量和效率问题,但仅仅参考节点的自身资源,没有献[2]中LuG等人提出一种基于路径规划原则的DMAC考虑到随着网络规模的扩大所带来的簇的规模扩大化和

6、结协议,根据数据的传输路径来规划信道,引入交错的监听睡构复杂化。当网络规模过大时容易带来簇与簇之间的相互眠调度机制,保证数据在多跳路径上的连续传输。文牵扰,以及簇内节点过多带来的剧烈竞争问题。本文提出献[3]中的BarrosoA等人提出以簇为规划核心的混合型协一种基于大规模网络分解和协调的自适应MAC协议(an议一MAC,该协议以Sink节点为核心,向上与其它Sink节adaptiveMACprotocolbasedondecompositionandcoordina—点对信道实行竞争,向下对下层节点进行统计和分配,实现tionoflarge—scalenetwo

7、rks,ABDC—MAC),其主要思想是:按节点的有序接入。而文献[4]中,古连华等人对文献[3]做照网络层次和时间关联性,使用文献[6]提出的分解方法了改进,通过加入下层节点到Sink节点的数据通信预约机对树状拓扑结构进行串行和并行划分,同时引入网络结构、制,进一步提高了网络的自适应性。文献[5]则进一步对节点资源、通信时间等因子,采用文献[7]中提出的RBRS网络进行划分,引入了虚拟群的结构,提出了基于虚拟群的方法对节点参与网络竞争的概率进行调整。该协议实现了收稿日期:2011_o57基金项目:国家自然科学基金资助项目(60673132);广东省自然科学基金资

8、助项目(0

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