无线传感器网络休眠MAC协议分析

无线传感器网络中每个传感器节点一般采用电池供电,能量有限,需要有效的可休眠的MAC协议来保持能量的高效利用,因此休眠MAC协议成为研究的重要方向之一。目前已经有很多种为无线传感器网络设计的MAC协议,其中一个重要的分支就是基于局部同步周期休眠／监听排程的S-MAC协议及其各种改进协议。论文首先介绍了无线传感器网络中与MAC协议设计相关的一些特性。其次对S-MAC协议的基本原理以及各种改进协议的原理进行了说明,并分析了它们各自的优缺点。     

事件驱动的无线传感器网络MAC协议研究

在无线传感器网络中,MAC(medium access control)协议控制着无线信道使用方式和节点共享网络媒体接入,负责为节点的信道资源分配,是保证网络高效通信的重要协议,直接影响网络的整体性能。MAC协议是无线传感器网络领域中的一个广泛研究的问题,然而现有的协议较少是针对保证消息的实时性而设计的。文章结合事件驱动无线传感器网络的特性阐述了事件驱动的无线传感器网络的特点以及设计MAC协议将面临的挑战,对现有的无线传感器网络MAC协议进行了分类,并对现有的具有代表性的MAC协议做了简单的介绍,最后探讨了将来的研究方向。     

无线传感器网络的MAC协议性能分析

无线传感器网络通常由大量微型传感器节点组成,可以在各种环境下收集数据,它通过携带能量有限的电池来供应能量．通常部署在区域环境复杂,甚至工作人员不能到达的场合,所以,传感器网络节点往往能量有限,而且不能更换,如何高效使用能量是传感器网络面临的首要挑战。MAC协议处于传感器网络协议的底层,对传感器网络的性能有很大影响。文中讨论了无线传感器网络的主要能量消耗和性能指标,介绍了一些比较常见的MAC协议．并分析了具有代表性协议的优缺点。     

带休眠算法的无线传感器网络MAC协议

由于无线传感器网络中每个传感器节点的能量有限,所以需要有效的MAC协议来保持能量的高效利用。在MAC协议中引入休眠算法是其中一种重要的节能方式。现有的带休眠算法的无线传感器网络MAC协议已有很多种,主要分为2大类:一类是以S-MAC协议为代表的基于休眠/监听排程方案来达到节能目的的MAC协议;另一类是以WiseMAC为代表的基于低功率信道检测方案的MAC协议。对现有的主要几种有代表性的带休眠算法的无线传感器网络MAC协议进行了描述,分析了它们各自的优缺点,并进行了对比和总结。     

无线传感器网络中的MAC协议及其节能技术研究

由于受到传感器网络节点数量巨大和能量有限的限制,设计一种节能的MAC协议是非常必要的,也是当前此领域的研究重点之一.现给出了无线传感器网络中引起能量浪费的主要因素,综述了无线传感器网络MAC协议最新的研究进展,讨论了MAC层节能技术,为无线传感器网络中MAC协议的进一步研究提供了有价值的参考.     

无线多媒体传感器网络MAC协议研究

作为一种具有感知、计算和通信能力的新型通信网络,无线多媒体传感器网络（WMSN）在军事和民用等诸多领域具有广阔的应用前景,已经引起了学术界和各国政府的高度重视。MAC协议是无线多媒体传感器网络设计的关键技术之一。首先介绍了无线多媒体传感器网络特点与MAC协议设计面临的挑战,然后对现有的协议进行了分类,并着重分析了几种典型协议和算法,最后探讨了今后研究的方向。     

一种高能效无线传感器网络MAC协议

介质访问控制(MAC)协议是无线传感器网络研究领域的基础协议和支撑技术.因此,一种能量高效的MAC协议是提高整个无线传感器网络能量效率的基础.针对无线网络中能量储备有限的特点,在分析了现有无线传感器网络节能协议的基础上,提出了一种能量高效的MAC协议.通过动态调整占空比和消除边界节点等方式,提高了无线传感器网络的能量效率,延长了网络的生命周期.     

基于ZigBee的无线传感器网络节点的设计

针对无线传感器网络节点体积小、能耗低、存储和通信能力有限等特点,从ZigBee协议栈的结构特点出发,提出一种基于ZigBee的无线传感器网络节点的设计方案.详细地阐述了构成传感器节点的各个模块的设计,即采用了CC2430芯片作为核心元件,使用温湿度传感器SHT11进行温湿度数据采集,并给出了节点软件设计方案.经过测试证明,该节点运行稳定可靠并具有较高的通信效率.     

高效节能的无线传感器网络MAC协议

媒体访问控制协议是保证无线传感器网络高效通信的关键网络协议之一,与传统网络的MAC协议不相同的是,无线传感器网络的MAC协议首要考虑的因素就是节省能量。本文介绍了MAC协议的设计要点以及协议分类,并分析了现有的各种传感器网络MAC协议。并在每一类取一个代表,LPL,S-MAC和L-MAC进行了耗能仿真比较。根据仿真结果,我们得出每个协议在其节能方面都有其特点,所以我们认为不存在一个适应所有传感器网络的MAC协议,应该根据无线传感器网络的应用选其相适应的MAC协议。     

基于树状拓扑的无线传感器网络MAC协议研究

针对无线传感器网络中树状拓扑的竞争型MAC协议存在一定能耗瑕疵的问题,根据ACK包回馈失败概率与传感器节点问平均通信延迟等因素,给出了适用于树状拓扑并采用时钟门限机制的新型MAC协议,该协议能实现单向信息采集树中父节点的能效控制。理论分析与仿真结果均表明,该机制能减少通信过程中不必要的能量浪费,提高无线传感器网络的能量效率。     

无线传感器MAC层协议的分析和研究

无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)一般由部署在监测区域内大量廉价微型传感器节点组成,通过无线通信方式形成一个多跳(mutli hop)的自组织(self organizing)网络系统。MAC层协议设计是无线传感器网络设计中的一个重要研究方面,通过对当前众多MAC协议的研究,提出了一种无线传感器网络MAC层协议的分类方法,通过分析比较典型的MAC层协议,给出了MAC层协议设计的评价标准。     

无线传感网混合类MAC协议研究综述

在无线传感网( WSN)体系结构中,介质访问控制( MAC)协议负责调配网络中节点的信道接入,具有保障网络高效通信的重要作用。混合类MAC 协议综合了竞争类MAC 协议以及调度类MAC协议的特点,在融合两种机制的优点的同时克服其缺点,为无线信道资源的分配提供了更加灵活和全面的策略。首先概述了无线传感网MAC协议设计要点及分类,然后重点分析了无线传感网中经典的混合类MAC协议及国内外前沿的研究进展,并进一步归纳对比了各协议运行机制、性能及不足,得出混合类MAC协议的应用相关性及差异性的结论,最后总结了无线传感网混合类MAC协议研究现状并指出了未来的研究重点,以期为相关领域的研究人员提供参考。     

低WSN服务能耗的MAC协议实现

为解决WSN服务能耗和服务质量问题,提出了一种无线传感器网络介质访问控制协议WTRP-S,分析比较了WTRP-S,WTRP和IEEE802.15.4MAC的性能,建立了节点启动调度模型。仿真结果表明:在数据业务大的网络中,该协议既能保证服务质量,在节点关闭通信模块中能够节省更多能量,使得整体能耗降低,WTRP-S适用于能量受限的无线传感器网络。     

OCR-MAC：一种新的基于CSMA的无线传感器网络MAC协议

传感器网络被认为是21世纪最重要的技术之一,它将对人类未来的生活产生深远影响,其中MAC协议是WSN通信协议中最为突出也是最为重要的关键协议之一。无线传感器网络具有节点的电源能量和硬件资源受限的特点,因此设计高能效的MAC协议是MAC协议研究中具有挑战性的研究课题。基于以上目的,本文采用了CSMA机制和分簇路由协议的优点,改进了传统的MAC协议提出了OCR-MAC协议,并利用MATLAB进行了仿真,仿真结果表明,改进后的OCR-MAC协议在节能和网络数据传输方面性能更加优越。     

无线传感器网络环境下基于事件 驱动应用的节能TDMA协议

媒质接入控制是无线传感器网络设计的关键问题之一.由于媒质接入控制协议直接控制着节点无线通信模块的活动,而无线通信模块是传感器节点能量消耗的主要来源,因此MAC协议节能效率的好坏将严重影响网络的性能.基于TDMA的MAC协议具有固有的节能特性,即通过合理的TDMA调度避免传输碰撞以及减少节点空闲监听的时间.本文提出了ED-TDMA协议,一种面向事件驱动的传感器网络应用的TDMA协议.该协议根据当前源节点的数目动态地改变TDMA帧的长度,提高了信道利用率;同时采用位图方式的TDMA调度,极大地减少了TDMA调度的开销,节约了能量.此外,通过引入簇内覆盖的思想,使得簇内的活动节点数目为一常数,同时减少了工作节点的数目,从而延长网络的生命周期,并在一定程度上提高了系统的可伸缩性.实验结果显示,ED-TDMA协议更适用于网络负载较低、节点密度高的无线传感器网络.     

Towards a classification of energy aware MAC protocols for wireless sensor networks

Power management is an important issue in wireless sensor networks (WSNs) because wireless sensor nodes are usually battery powered, and an efficient use of the available battery power becomes an important concern specially for those applications where the system is expected to operate for long durations. This necessity for energy efficient operation of a WSN has prompted the development of new protocols in all layers of the communication stack. Provided that, the radio transceiver is the most power consuming component of a typical sensor node, large gains can be achieved at the link layer where the medium access control (MAC) protocol controls the usage of the radio transceiver unit. MAC protocols for sensor networks differ greatly from typical wireless networks access protocols in many issues. MAC protocols for sensor networks must have built‐in power conservation, mobility management, and failure recovery strategies. Furthermore, sensor MAC protocols should make performance trade‐off between latency and throughput for a reduction in energy consumption to maximize the lifetime of the network. This is in general achieved through duty cycling the radio transceiver. Many MAC protocols with different objectives were proposed for wireless sensor networks in the literature. Most of these protocols take into account the energy efficiency as a main objective. There is much more innovative work should be done at the MAC layer to address the hard unsolved problems. In this paper, we first outline and discuss the specific requirements and design trade‐offs of a typical wireless sensor MAC protocol by describing the properties of WSN that affect the design of MAC layer protocols. Then, a typical collection of wireless sensor MAC protocols presented in the literature are surveyed, classified, and described emphasizing their advantages and disadvantages whenever possible. Finally, we present research directions and identify open issues for future medium access research. Copyright © 2009 John Wiley & Sons, Ltd.     

Energy-efficient MAC protocols for Wireless Sensor Networks

Designing energy-efficient Medium Access Control (MAC) protocols has a significant influence on the energy performance of wireless sensor network (WSN). In this paper we present a survey of the recent typical MAC protocols regarding energy effi ciency for WSN. According to channel access policies, we classify these protocols into four categories:contention-based, TDMA-based, hybrid, and cross layer protocols, in which the advantages and disadvantages in each class of MAC protocols are discussed. Finally, we point out open research issues that need to carry on to achieve high energy efficiency for the design of MAC protocols in WSN.     

传感器网络多址接入协议的实现

无线传感器网络(WSN)由于其巨大的应用潜力成为近年来研究者们广泛关注的热点问题.WSN中的多址接入协议(MAC-Medium Access Control)决定了各节点是否能够高效的共享信道,因此直接影响到了WSN的性能.文中针对突发业务环境的无线传感器网络实现了一种新型S_MAC协议,详细论述该协议设计中的关键步骤以及对应的策略,并将该算法移植到了传感器节点的开发平台上.最后通过在硬件平台的测试,得到了正确的输出波形.     

无线数据通信网中的信道接入协议研究

信道接入协议（MAC）是无线数据通信协议的重要组成部分。由于无线信道是一个开放、共享的信道，网络节点在通信过程中存在隐终端和暴露终端问题。基于目前无线通信常用的MAC协议存在的问题，着重分析了基于扩频码的信道接入协议，该协议利用扩频码的正变特性，使得网络中各节点可以同时占用信道而互不干扰，较好地解决了信道争用问题，提高了系统效率。同时指出，在选择MAC协议时，应根据无线网络的拓扑结构及特点灵活选择，以提高网络性能。     

基于网络分割的无线传感器网络多信道MAC协议

无线传感器网络中,可用正交信道数目较少和噪声干扰问题制约着多信道MAC协议性能的提升,结合数据采集应用的特点,提出一种基于网络分割的多信道MAC协议。在最小化网络总干扰值的基础上,网络分割引入碰撞因子进一步优化子树结构、降低树内干扰。并利用基于图着色理论的分配策略为每棵子树分配一条高质量信道。仿真实验结果表明,该协议显著提高了网络吞吐量,并且大幅降低了传输延迟和分组丢失率。