无线传感器网络中节点传输能效跨层分析模型

在无线传感器网络中,节点的传输能效一直是国内外学者研究的首要问题。从物理层、MAC层协议角度分析了数据传输的能耗问题,给出了在单跳传输的过程中节点所消耗的能量,进而提出了数据传输能效跨层分析模型。分析了无线传感器网络中数据传输的电路机制及能耗,给出了CSMA传输机制的能耗概率模型,结合无线传感器网络中MAC层的RTS-CTS-ACK握手机制,提出了数据分包传输的能效分析模型。通过数值分析,说明提出的数据传输能效分析模型是可行并且有效的。     

无线传感器网络媒质接入控制协议的研究进展

媒质接入控制（Medium Access Control）是无线传感器网络设计的关键问题之一。由于无线通信模块是传感器节点能量消耗的主要来源，而媒质接入控制协议则直接控制着节点无线通信模块的活动，因此MAC协议节能效率的好坏将严重影响网络的性能。本文首先介绍了MAC层能量消耗的主要来源，阐述了无线传感器网络中MAC协议的研究内容和设计目标，并讨论了影响MAC协议性能的若干参数指标，随后介绍了几类典型的MAC协议，最后对MAC协议的发展方向进行了总结和展望。     

三层建立虚拟簇的能量有效MAC协议

由于传感器节点本身不能自动补充能量或能量补充不足,节约能量是传感器网络MAC协议设计首要考虑的因素。而传统网络的MAC协议重点考虑节点使用带宽的公平性,提高带宽利用率和增加网络的实时性,这意味着传统网络的MAC协议不能直接用于无线传感器网络,需要研究新的适用于无线传感器网络的MAC协议。综合比较了已有的各种无线传感器网络MAC层协议优缺点,着重研究了EBRI-MAC协议,对这个协议进行了改进,提出TLVC-MAC 协议,采用基于路由信息分三层建立虚拟簇的方式进一步减少能量消耗,提高能量效率。     

基于竞争机制的无线传感器网络MAC层协议的研究综述

媒体介入控制(MAC)协议基本任务是节点共享网络媒体的介入问题,近年来针对传感器网络独特的资源限制和应用需求,研究人员提出了许多为无线传感器网络设计的具有低能耗特征的MAC协议.分析比较MAC协议中基于竞争机制的典型协议,以便于无线传感器网络MAC协议的进一步研究与改进.     

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.     

无线传感器网络中节能机制MAC协议研究

本文研究了应用于无线传感器网络的MAC协议的属性和节点能耗的主要来源,重点过分析了TDMA和S—MAC协议。得出结论,TDMA不能适用于节点密度较大的无线传感器网络,而S-MAC协议中的能量节省是以增大延迟时间为代价的。     

SCR路由协议在无线传感器网络的运用研究

针对当前对无线传感器网络(WSNs)面临的安全威胁,提出一种新型的安全信元中继(SCR)路由协议,协议兼顾安全性和能效,能抵御传感器网络上的各种攻击,SCR路由协议利用传感器节点的密集、静止和已知位置的特性,达到高安全、高传输比和低能量消耗目的。     

一种高能效无线传感器网络MAC协议研究

为了解决无线传感器网络中MAC层空闲侦听、冲突和控制开销所带来的无效功耗等问题,提出了一种高能效无线传感器网络动态非等分时隙MAC新方法;该方法依据网络拓扑和监测类型分析了覆盖率模型,设计了通过选举最低剩余能量节点为休眠节点的动态选举算法,推导得到了非等分配时隙协议的算法公式,同时,采用簇内单向广播的时钟同步算法保证了网络节点拥有相同的时间基准;在无线传感器测试床上进行仿真对比实验,结果表明该方法较好地实现了动态调节工作节点数量和非等分传输时隙的协议功能,MAC层的能量有效性显著提高;该方法可有效使用网络能量,延长网络生命周期,是一种高能效的无线传感器网络MAC协议。     

WSN角度协作路由协议中的中继选择

通过仿真与Zigbee硬件实验研究了角度与距离对无线传感器网络角度协作路由协议中继节点选择的影响;通过仿真分析中继节点的角度与距离两个因素对随机转发角度协作路由协议的目的节点中断概率的影响;通过RSSI测距实验间接测量源节点与目的节点之间的距离,并采用高斯模型处理测量数据,得到在不同角度及距离的中继节点条件下源节点与目的节点距离的测量相对误差.对Zigbee硬件实验与仿真结果的分析表明,无线传感器网络角度协作路由最佳中继节点的选择取决于侦听节点与源节点的角度及距离.     

移动性无线传感器网络de研究

随着无线传感器网络研究的深入,其应用愈加广泛,固定的网络结构已无法满足新增的需要,移动节点的引入扩展了无线传感器的应用领域,也带来了技术上的挑战.本文介绍了一些移动性无线传感器网络的典型协议,主要关注MAC层的节能算法,以便于无线传感器网络MAC层协议的进一步研究和改进.     

无线传感器网络多信道接入控制协议

在现有的无线传感器网络和Ad-Hoc网络中的MAC协议基础上,并考虑到无线传感器网络的条件约束和多信道通信的特性,本文提出了一种适用于无线传感器网络的多信道媒介接入控制协议(MCMAC).仿真结果表明该协议提高了网络的吞吐量、能量的有效性,并延长了网络寿命.     

无线传感器网络RCF-MAC协议研究

射频充电（ RFC）技术是一种通过基站发射射频电波为传感器节点补充电量的新兴技术。但在RFC无线传感器网络中,多基站同时发射能量时产生的能量干涉衰减现象会明显降低充电效率,此外,能量传输与数据通信共享信道会降低整个网络的吞吐量。针对上述问题,提出了RFC—MAC协议,为提高充电效率,将请求充电传感器节点周围的基站按距离分为两组,两组基站分时能量传输,以避免能量干涉衰减现象;传感器网络中设双信道,分别用于能量传输与数据通信,以提高网络的吞吐量。仿真结果表明：RFC—MAC协议显著提高了传感器节点的充电效率和平均网络吞吐量。     

一种能量有效的移动无线传感器网络MAC协议

基于S-MAC协议改进,利用虚拟簇之间边界节点的调度信息,采用能量有效的二次监听和灵活的调度自适应两个主要方法,设计一种能量有效的移动无线传感器网络MAC协议(EM-MAC),能实现移动节点更有效的更快速的睡眠——唤醒调度自适应。仿真结果表明该协议用于移动无线传感器网络,在能耗、延迟等性能方面有较好提高。     

一种基于协同分集的无线传感器网络节能MAC协议

节能是无线传感器网络的研究焦点之一,设计能量有效的MAC策略是达到节能目的的一种有效手段.本文结合无线传感器网络中一种节能MAC协议--BMA,引入协同分集技术,提出了一种新的协同MAC协议--CD-BMA.分析和仿真表明,所提协议能够显著提升系统的容量及能量效率等方面性能.     

一种异步自适应无线传感器网络MAC协议

针对无线传感器网络低能耗、低延时的特点,提出一种异步自适应MAC协议:AA-MAC.该协议缩短了无线传感器网络MAC协议中异步唤醒方式的前导帧长度,同时采用自适应监听来减少数据发送延时.通过在NS2上的仿真模拟比较,发现AA-MAC相对于同类型的MAC协议有更好的节能效果和更短的延时,因此AA-MAC能更适合无线传感器网络的要求.     

多个无线传感器网络中节能MAC协议设计

在无线传感器网络中,媒体访问控制(MAC)层协议影响着整个网络的性能。根据无线传感器网络对节点能耗和时延的要求,本文提出了一种基于跨层设计的节能MAC协议。利用物理层、MAC层和路由层之间的信息交互,在保证可靠通信的基础上,实现在一个监听/睡眠周期内数据多跳传输,缩短数据传输时延,并且有效控制网络数据传输的冗余度,降低冗余节点能量消耗。性能分析和仿真结果表明,节能MAC协议能够有效地降低网络时延并且减少节点能耗。     

BSC-MAC: Energy efficiency in wireless sensor networks with base station control

Wireless sensor networks (WSNs) are now used in many areas and the interest in this technology continues to increase. Due to the small structure of the processor, the memory of the sensor nodes forming the wireless sensor networks, and as they are operated by a battery, the most important problem appears to be the energy issue. The battery depletion of the sensor nodes randomly deployed in critical areas may negatively interfere with part or all of the network communication and may cause the life of the entire network to terminate. Therefore, many studies have been conducted in the field of energy efficiency. In this study, Base Station Controlled MAC (BSC-MAC), which is a new design of MAC, is recommended. The BSC-MAC protocol presents an adaptive approach for energy efficiency. It determines the nodes on the network as root and source nodes and manages a sleep schedule according to these structures. The simulation of the BSC-MAC protocol was performed with ns-2 and compared to similar protocols, such as adaptive energy efficient MAC (AEEMAC), pattern MAC (P-MAC), and sensor MAC (S-MAC).     

Dynamic duty cycle and adaptive contention window based QoS-MAC protocol for wireless multimedia sensor networks

Rapid penetration of small, customized wireless devices and enormous growth of wireless communication technologies has already set the stage for large-scale deployment of wireless sensor networks. While the need to minimize the energy consumption has driven significant researches in wireless sensor networks, offering some precise quality of service (QoS) for multimedia transmission over sensor networks has not received significant attention. However, the emerging new applications like video surveillance, telemedicine and traffic monitoring needs transmission of wireless multimedia over sensor networks. Naturally, offering some better QoS for wireless multimedia over sensor networks raises significant challenges. The network needs to cope up with battery-constraints, while providing improved QoS (end-to-end delay and bandwidth requirement). This calls for a suitable sensory MAC protocol capable of achieving application-specific QoS. In this paper, we have proposed a new QoS-based sensory MAC protocol, which not only adapts to application-oriented QoS, but also attempts to conserve energy without violating QoS-constraints. Performance modeling, analysis and simulation results demonstrate that the proposed protocol is capable of providing lower delay and better throughput, at the cost of reasonable energy consumption, in comparison to other existing sensory MAC protocols.     

基于自供电的无线传感器网络MAC层协议研究

针对自供电的无线传感器网络,提出了一种新的MAC层协议DFSA（动态帧时隙ALOHA）,该协议对能量进行系统管理。仿真结果表明在具有能量收集能力的传感器网络中,DFSA能够充分利用节点的能量收集能力,实现网络能量充分利用,在保证较高的传输效率下获得最高的信道利用率,同时提高了数据传输的可靠性。