基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的MAC協(xié)議研究.pdf

1、傳感器技術(shù)、微機(jī)電系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線通信等技術(shù)的進(jìn)步，推動(dòng)了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生和發(fā)展。隨機(jī)分布的大量的傳感器節(jié)點(diǎn)，以無(wú)線自組織的方式構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)節(jié)點(diǎn)中內(nèi)置的各種類型的傳感器收集周邊外部環(huán)境中的聲音、圖像、溫度、濕度、壓力和地震波等數(shù)據(jù)信息，以無(wú)線短距離、低功耗、多跳的通信方式，將采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)叫畔⒅行?。無(wú)線傳感器網(wǎng)已經(jīng)引起了軍事、商業(yè)、學(xué)術(shù)界的高度重視，它已被預(yù)見(jiàn)在軍事、環(huán)境、醫(yī)療、空間探索、災(zāi)難拯救、交通和海洋監(jiān)測(cè)等特殊領(lǐng)域具有

2、廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域和使用價(jià)值。 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一門(mén)新興技術(shù)，國(guó)外對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究處于蓬勃發(fā)展時(shí)期，國(guó)內(nèi)對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)方面的研究處于起步階段，但國(guó)內(nèi)與國(guó)際水平的差距并不很大，及時(shí)開(kāi)展這項(xiàng)前沿技術(shù)的研究，對(duì)整個(gè)國(guó)家的國(guó)防、政治、經(jīng)濟(jì)將有重大的戰(zhàn)略意義 單個(gè)無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)攜帶的能量、計(jì)算能力、存儲(chǔ)能力和通信能力等資源非常有限。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有自組織性、可擴(kuò)展性、節(jié)點(diǎn)數(shù)目多、動(dòng)態(tài)拓?fù)涞忍攸c(diǎn)。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域內(nèi)的研究熱

3、點(diǎn)較多，本文主要對(duì)基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的MAC協(xié)議進(jìn)行研究，先介紹了現(xiàn)有的幾種典型的MAC協(xié)議，如：IEEE802。11、S-MAC協(xié)議、PAMAS協(xié)議等，對(duì)這幾種MAC協(xié)議進(jìn)行了分析比較。無(wú)線傳感器MAC協(xié)議設(shè)計(jì)時(shí)需要把節(jié)約能量作為首要目標(biāo)，同時(shí)也要考慮可擴(kuò)展性和網(wǎng)絡(luò)效率?，F(xiàn)有的MAC協(xié)議一般都是在能量和延遲中尋求均衡，通過(guò)增加網(wǎng)絡(luò)延遲來(lái)?yè)Q取能量的節(jié)約，或者為了減少網(wǎng)絡(luò)延遲卻增加了能量消耗。 S-MAC協(xié)議是一種典型的基于競(jìng)爭(zhēng)機(jī)

4、制的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議。S-MAC協(xié)議節(jié)省能量，具有良好的可擴(kuò)展性，但S-MAC協(xié)議網(wǎng)絡(luò)效率不高。針對(duì)S-MAC協(xié)議網(wǎng)絡(luò)吞吐量小的缺陷。作者提出了兩種改進(jìn)方案—S-MAC SSDS協(xié)議和S-MAC Sift協(xié)議。 S-MAC SSDS和S-MAC Sift協(xié)議協(xié)議都保持了S-MAC協(xié)議節(jié)省能量和可擴(kuò)展性好的優(yōu)點(diǎn)，都是為了提高網(wǎng)絡(luò)的吞吐量。但它們使用不同的方法。S-MAC SSDS協(xié)議采用慢啟動(dòng)遞減競(jìng)爭(zhēng)窗口大小的方法讓節(jié)點(diǎn)保