无线多媒体传感器网络MAC协议研究综述

无线多媒体传感器网络作为一种多媒体信息获取和处理方式,已在军事、民用及商业领域中显示出广阔的应用前景.无线多媒体传感器网络涉及多方面的技术,MAC协议是其中之一.综述了多媒体传感器网络MAC协议的特点与技术上面临的挑战,从信道接入、调度、差错控制以及数据包大小4个方面着重分析了目前国内外有代表性的协议及算法,探讨了相关研究问题并展望了进一步的研究方向,分析比较了无线多媒体传感器网络MAC协议的仿真平台与工具.     

MAC协议冲突概率自适应退避算法的研究与实现

针对退避策略在无线传感器网络介质访问控制(MAC)协议中的作用与要求,分析了典型的无线传感器网络MAC((S-MAC)协议的退避机制,提出网络冲突概率自适应退避算法.并用NS2对其进行了性能仿真测试,仿真结果表明,在网络节点分布较为密集、突发数据流量变化较大的网络环境中,改进后的方案在能量效率和吞吐量方面都有较大的改善.     

一种改进型自适应A-MAC算法分析与仿真

无线传感器网络的MAC协议可以利用监听/睡眠周期节约能源。对监听/睡眠周期和网络性能的关系进行了分析,研究了自适应的MAC协议及改进算法,通过动态调整节点唤醒的周期和相位来适应网络的动态变化。仿真表明改进后的协议可以减少时延,提高吞吐量和能源效率。     

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。     

无线传感器网络的蚁群自组织算法

探测效能与能量节省的综合性能优化是无线传感器网络研究的一个热点问题.提出了一种分布式、自适应的无线传感器网络蚁群自组织算法,将无线传感器网络节点映射为情绪蚂蚁,通过蚁群间的协同对节点的唤醒概率进行群体智能优化,从而实现无线传感器网络自组织,并以定理的形式给出了性能指标和相关参数的设计方法.仿真表明,算法实现在唤醒较少节点的前提下,对目标保持了较好的探测能力.     

X-MAC:一种新型的无线传感器网络MAC协议﹡

在无线传感器网络体系结构中,MAC(Medium Access Control)协议是保证网络高效通信的重要协议.无线传感器网络有着与传统无线网络明显不同的性能特点和技术要求.对于很多的 MAC 层协议而言,吞吐量很大程度上受到了物理信道的利用率和协议开销的限制.这里设计了一种基于一对多拓扑的无线传感器Mac层网络协议.最后,还通过NS-2(Network Simulator 2)仿真并比较该协议与现存无线传感器MAC层网络协议的网络性能.     

无线传感器网络MAC协议研究进展

无线传感器网络是一种全新的计算模式,是继因特网之后将对21世纪人类生活方式产生重大影响的IT热点技术,媒体介质访问控制(MAC)协议的研究成为无线传感器网络研究中的热点。介绍了无线传感器网络MAC协议的设计性能指标,无线传感器网络中的节能相关问题,然后对现有的无线传感器网络MAC协议按照其实现方法的特点进行了分类,并分析了每个类型中的典型协议的优缺点,最后展望了无线传感器网络MAC协议未来的研究方向。     

基于无线传感器网络S-MAC协议的研究

无线传感器网络是由大量的微小节点通过无线通信技术组成的自组织网络。本文以无线传感器网络MAC层协议研究为背景,根据无线传感器网络MAC层协议的设计要求。分析了S-MAC协议的4个主要机制,并使用TinyOS操作系统中Avrora仿真平台仿真实现S—MAC协议,仿真研究表明了S-MAC协议性能的优越性。     

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。     

流量自适应媒体访问控制协议的研究与设计

针对媒体访问控制(MAC)协议在无线传感器网络中的作用与要求,分析了典型的MAC协议,提出流量自适应改进方案,并用NS2对其进行了性能测试.仿真结果表明,在网络节点分布较为密集,突发数据流量变化较大的网络环境中,流量自适应MAC协议的能量效率、吞吐率和网络延迟都有较大的改善.     

Monitoring power transmission lines using a wireless sensor network

Power transmission is the bulk transfer of electrical energy from power plants to sub‐stations. A wireless sensor network is a promising technology for transmission line monitoring due to its low cost, easy installation, large‐scale coverage, and fault tolerance characteristics. A wireless sensor network is application‐specific; therefore, we investigate the new features and requirements of the wireless sensor network used in transmission line monitoring. Then, we propose an efficient wireless sensor network framework, which includes a clustering algorithm to simplify network management and to balance the network's energy consumption and a hybrid media access control (MAC) (H‐MAC) protocol to handle traffic variability. The framework takes advantage of the features of network topology and traffic pattern to optimize the protocols' performance on real time and energy efficiency. The results indicate that the H‐MAC shows a significant improvement in the network's reliability, real‐time performance, and energy efficiency, and the cluster hierarchy can balance the network's energy consumption. Furthermore, the cluster hierarchy also prolongs the network's lifetime. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.     

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。     

无线传感器网络MAC协议研究

无线传感器网络因其巨大的应用前景,已成为计算机与通信领域一个活跃的研究分支。随着对无线传感器网络MAC(media access control)层的研究的深入,出现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。对其中的典型协议进行了分析比较,给出了进一步的研究方向。     

On MAC optimization for large-scale wireless sensor network

The media access control (MAC) performance of a large-scale wireless sensor network (L-WSN) determines the efficiency of the wireless communication channel. A good MAC protocol could reduce network energy consumption and network delay, which are two problems to be solved urgently in L-WSN. In this paper, we proposed a multi-level integrated MAC protocol (MI-MAC) to solve the overall performance optimization problem of L-WSN. Compared with other protocols, MI-MAC has two mainly improved performances: (1) It improved binary exponential backoff algorithm by twice back off strategy; (2) It designed a sending and receiving algorithm based on the threshold value to recognize control frames (small frames), which effectively avoids the collision probability of data frame. The simulation results show that the MI-MAC protocol improves network throughput and delay performance, significantly reduces energy consumption, and obtains overall network optimization.     

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.     

Study of an adaptive frame size predictor to enhance energy conservation in wireless sensor networks

Technological advances in low-power digital signal processors, radio frequency (RF) circuits, and micromechanical systems (MEMS) have led to the emergence of wirelessly interconnected sensor nodes. The new technological possibilities emerge when a large number of tiny intelligent wireless sensor nodes are combined. The sensor nodes are typically battery operated and, therefore, energy constrained. Hence, energy conservation is one of the foremost priorities in design of wireless sensor networks (WSNs) protocols. Limited power resources and bursty nature of the wireless channel are the biggest challenges in WSNs. Link adaptation techniques improve the link quality by adjusting medium access control (MAC) parameters such as frame size, data rate, and sleep time, thereby improving energy efficiency. In This work, our study emphasizes optimizing WSNs by building a reliable and adaptive MAC without compromising fairness and performance. Here, we present link adaptation techniques at MAC layer to enhance energy efficiency of the sensor nodes. The proposed MAC uses a variable frame size instead of a fixed frame size for transmitting data. In order to get accurate estimations, as well as reducing the computation complexity, we utilize the extended Kalman filter to predict the optimal frame size for improving energy efficiency and goodput, while minimizing the sensor memory requirement. Next, we designed and verified different network models to evaluate and analyze the proposed link adaptation schemes. The correctness of the proposed theoretical models have been verified by conducting extensive simulations. We also prototype the proposed scheme with the MAC protocol on Berkeley Motes. Both prototype and simulation results show that the proposed algorithms improve the energy efficiency by up to 15%.     

基于节能策略的无线传感器网络MAC协议

由于无线传感器网络的特殊性,针对其节能问题的媒体访问控制(MAC)协议研究越来越受到人们的关注.首先分析了无线传感器网络中能源损耗的原因,接着对近年来典型的基于节能策略的无线传感器网络MAC协议进行了分析总结,并综合其它性能指标比较了协议性能,最后提出了一些未来的研究方向.     

基于SMAC的无线传感器网络MAC协议的分析与优化

首先对MAC协议进行了相关介绍。然后重点介绍了一种基于竞争的无线传感器网络MAC层协议S-MAC协议。其核心是提出了一种新的无线传感器网络的MAC协议设计方案。基于动态调整占空比的思想,提出了ATC-SMAC协议。该协议在S-MAC协议的基础上改进了固定占空比的劣势,根据每个节点上的数据包的平均延迟调整占空比。通过动态地调整每个节点的占空比,使不同流量的节点拥有不同的工作时间,协议根据不同节点的流量情况自适应地对其占空比进行调整。经过仿真试验,得到ATC-MAC在网络端对端延迟、能量消耗以及吞吐量方面较S-MAC协议都有比较明显的提高。