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1、一種異步自適應(yīng)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議本文由ZJET1987貢獻(xiàn)pdf文檔可能在WAP端瀏覽體驗(yàn)不佳。建議您優(yōu)先選擇TXT，或下載源文件到本機(jī)查看。第２６卷第４期２００９年４月計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件ＣｏｍｐｕｔｅｒＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓａｎｄｓｏｆｔｗａｒ．ｅＶ０１．２６Ｎｏ．４Ａｐｒ－２００９一種異步自適應(yīng)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)ＭＡＣ協(xié)議吳杰１曾子維１莊兵２１（遼寧科技大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院遼寧鞍山１１４０４４）２（鞍山市科技局遼寧鞍山１１４０“）摘要針對(duì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)低能耗、低延時(shí)的特點(diǎn)，提出一種異步自適應(yīng)ＭＡＣ協(xié)議：ＡＡ?
2、ＭＡＣ。該協(xié)議縮短了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)ＭＡｃ協(xié)議中異步喚醒方式的前導(dǎo)幀長(zhǎng)度，同時(shí)采用自適應(yīng)監(jiān)聽來減少數(shù)據(jù)發(fā)送延時(shí)。通過在Ｎｓ２上的仿真模擬比較，發(fā)現(xiàn)從－ＭＡＣ相對(duì)于同類型的ＭＡＣ協(xié)議有更好的節(jié)能效果和更短的延時(shí)，因此從一ＭＡＣ能更適合無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的要求。關(guān)鍵詞無線傳感器網(wǎng)絡(luò)ＭＡｃ協(xié)議異步ＡＮＡｓＹＮｃＨＲｏＮｏｕｓＡＤＡＰｒＩ、雹ＭＡｃＰＲｏＴｏｃｏＬＦｏＲⅥｒ】【ＲＥＬＥｓｓ§ＥＮｓｏＲＮＥＴｗｏＲＫｓ７（ｃｏ如釅礦ｃｏ唧啦ｒ＆灑黜∞ｄ西硒ｒ刪ｎｇ，“∞曲ｌｇ‰婦盼礦ｓｃ詁腳∞ｄ‰ｈ咖，Ａｍｈ，ＩＪＪ鉑“，厶∞，西垮，
3、蕊ｆＭ）２（＆婦艘刪ｄ死礬蝴腳刪礦Ａ兒Ｉ＾饑。Ａ珊＾∞Ｊ，４Ｄ鉗，厶∞砌蟛，Ｃ脅ｍ）ＡｂｓｔｎｃｔＦｏｒｔＩＩｅ１０ｗｐｏｗｅｒ，ｌｏｗｌａｔｅｎｃｙｆ龜ａｔｕｒｅＷｕＪｉｅｌｚｅｎｇＺｉｗｅｉｌＺｈｕａｎｇＢｉｎ９２ｏｆ稍ｒｅｌｅｓｓｓｅｎ∞ｒｎｅｔｗｏｒｋｓ（ＷＳＮ），ｗｅｐｒｏＶｉｄｅａｎｅｗ鷦ｙｎｃｈｍｎｏｕｓａｄ叩ｔｉＶｅＭＡＣｐｒｏ－ｔｏｃｏｌ：從一ＭＡＣ．?。椋螅停粒茫穑恚簦铮悖铮欤螅瑁铮颍簦彖矗簦欤澹穑妫邃zｂｌｅｌｅＴｌｇｔｈｏｆ鸛ｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ啪ｕｓａｌｍｏｄｅｉｎＭＡＣ剛ｏｃｏｌｉｎＷＳＮ，
4、蚰ｄｕ蝴ａｄａｐｔｉｖｅｓｎｍｒｔｏｄｅｃ陀鵲ｅｔＩｌｅｄａｔａｓｅｎｄｉｎｇｄｅ塒．Ｓｉ咖ｌａｔｉｎｇ∞ＮＳ２，ｗｅｆｏｕｎｄｔｈｅ從－ＭＡＣＩＩａｓｂｅｎｅｒｅｎｅｒｇｙ鋤ｄｋｎｅｎｃｙ商ｃｉｅｎｃｙｔｔｌａｒＩｏｔｈｅｒ８ｉｍｉ－ｌ盯ＭＡＣｐｌ咖ｏｌ，∞ＡＡ—ＭＡＣｆｉｔｓｔｈｅｄｅｍａｎｄ０ｆＷＳＮｍｏｍ．Ｋ叼唧ｏｒｄｓＷｉｒｅｌｅ踮ｓｅｎｓｏｒｎｅｔｗｏｒｋｓＭＡＣｐｒｏ眥ｏｌＡｓｙｎｃｈｍｎ伽ｓ用各節(jié)點(diǎn)獨(dú)立的睡眠一監(jiān)聽周期來節(jié)省能量。ＢＭＡｃ不要求各Ｏ引言個(gè)節(jié)點(diǎn)同步喚醒，但有數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)，發(fā)送節(jié)點(diǎn)需要在數(shù)據(jù)幀
5、前加上一個(gè)比睡眠周期略長(zhǎng)的前導(dǎo)幀，用于喚醒接收節(jié)點(diǎn)。由于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)…是由許多傳感器節(jié)點(diǎn)協(xié)同組織起來并廣泛使用于數(shù)據(jù)采集、目標(biāo)追蹤、災(zāi)害與環(huán)境檢測(cè)等場(chǎng)合的低成本、低功耗、多功能的無線網(wǎng)絡(luò)。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)ＭＡｃ協(xié)議決定無線傳感器網(wǎng)絡(luò)信道的使用方式，在傳感器節(jié)點(diǎn)之間分配有限的無線通信資源，用來構(gòu)建無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的底層基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)ＭＡＣ協(xié)議對(duì)整個(gè)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的性能有著較大的影響，是保證無線傳感器網(wǎng)絡(luò)高效通信的關(guān)鍵技術(shù)之一。由于傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，ＭＡｃ協(xié)議設(shè)計(jì)必須要考慮電池能量的限制【２Ｊ。而傳感器網(wǎng)絡(luò)中造
6、成能量浪費(fèi)有以下幾個(gè)主要原因：數(shù)據(jù)沖撞產(chǎn)生的重傳、節(jié)點(diǎn)接收并處理不必要數(shù)據(jù)的串音現(xiàn)象、控制消息過多、節(jié)點(diǎn)在不需要收發(fā)數(shù)據(jù)時(shí)仍保持對(duì)信道的空閑偵聽等。１ＢＭＡｃ的前導(dǎo)幀要消耗很多額外的能量，所以ＢＭＡＣ并不適應(yīng)于大數(shù)據(jù)量的應(yīng)用。２從－ＭＡＣ設(shè)計(jì)２．１異步睡眠一喚醒周期由于時(shí)分復(fù)用＂１及混合舊３ＭＡｃ協(xié)議需要嚴(yán)格的時(shí)間同步，所以它們對(duì)硬件的性能、精確度都要求較高，而無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)要求大范圍的分布，硬件成本不能太高。同時(shí)在很多無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用中，同步策略會(huì)在時(shí)間同步和交換節(jié)點(diǎn)框架信息時(shí)會(huì)消耗很多額外的能量。此外，同步
7、策略很少考慮節(jié)點(diǎn)移動(dòng)的情況。基于以上原因，我們?cè)陬愃朴冢拢停粒闵系漠惒剿咭槐O(jiān)聽相關(guān)工作目前無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的ＭＡｃ協(xié)議主要分為基于競(jìng)爭(zhēng)、基于周期上設(shè)計(jì)ＡＡ．ＭＡＣ（鸛”ｃｈｍｎｏｕｓａｄａ州ｖｅＭＡｃ）。從一ＭＡｃ的各個(gè)節(jié)點(diǎn)周期性睡眠，但是不需要同時(shí)睡眠、喚醒，也不需要交換周期時(shí)間框架信息。節(jié)點(diǎn)需要發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，首先隨機(jī)退避一段時(shí)間，然后重復(fù)發(fā)送數(shù)據(jù)。當(dāng)接收節(jié)點(diǎn)醒來，則它監(jiān)聽信道，如果有數(shù)據(jù)發(fā)送，則等待接收數(shù)據(jù)，否則轉(zhuǎn)入睡眠。收稿日期：２０ｃｒ７一０９一０６。遼寧省教育廳科學(xué)技術(shù)研究基金資助項(xiàng)目（０５Ｌ００２）。吳杰，硬
8、士生，主研領(lǐng)域：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。時(shí)分復(fù)用和二者混合三種方案，其中基于競(jìng)爭(zhēng)方案屬于異步ＭＡｃ協(xié)議，其簡(jiǎn)單、成本低、易于實(shí)現(xiàn)，較為適合無線傳感器網(wǎng)絡(luò)?；诟?jìng)爭(zhēng)方案的協(xié)議中，ＢＭＡｃ［３３是ＴｉｎｙＯｓ‘４３的默認(rèn)ＭＡｃ協(xié)議。它利用低能量監(jiān)聽和前導(dǎo)幀來完成低能量的通信，并采萬方數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件２００９年２．２最小化前導(dǎo)幀節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)
