无线传感器网络的智能低功耗侦听协议

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1、第30卷第9期通信学报Vol.30No.92009年9月JournalonCommunicationsSeptember2009无线传感器网络的智能低功耗侦听协议12胡四泉，王俊峰（1.北京科技大学信息工程学院，北京100083；2.四川大学计算机学院，四川成都610065）摘要：无线传感器网络MAC层协议低功耗侦听（LPL）使用较长的前导码，在密集部署的无线传感器网络中造成较大的“串音”开销。提出一种智能低功耗侦听协议（SLPL），通过在前导码中嵌入目的地址和前导码长度索引，能有效降低非目的节点的串音开销，减少目的节点的接收开销。理论分析和部署测试表明SLPL的能效比LPL有显

2、著提高，同时测试显示SLPL功耗小于X-MAC协议。关键词：无线传感器网络；MAC协议；低功耗侦听中图分类号：TP393.04文献标识码：A文章编号：1000-436X(2009)09-0095-07Smartlowpowerlisteningforwirelesssensornetworks12HUSi-quan,WANGJun-feng(1.SchoolofInformationEngineering,UniversityofScienceandTechnologyBeijing,Beijing100083,China;2.CollegeofComputerScience,S

3、ichuanUniversity,Chengdu610065,China)Abstract:AsarepresentativeMACforwirelesssensornetworks,lowpowerlistening(LPL)usedalongpreambleineachtransmissionandcausedsignificantoverhearingcostinadensedeployment.Tosavesuchcost,anewMACproto-col-smartlowpowerlistening(SLPL)wasproposedbyembeddingdestinat

4、ionaddressandpreambleindexintotheor-dinarypreamble.BoththetheoreticalanalysisandthedeploymenttestshowthatSLPLoutperformsLPLinpowereffi-ciency.ThetestalsoshowsthatSLPLsavesmorepowerthanX-MAC.Keywords:wirelesssensornetworks;MACprotocol;lowpowerlistening无线传感器网络中已经提出的MAC层协议可1引言以概略地分为2大类：基于调度的协议和基

5、于检测的无线传感器网络研究的首要任务是尽可能延协议。基于调度的协议包括时分多路访问协议长网络寿命，所以相应的MAC层协议必须通过减(TDMA)和频分多路访问协议(FDMA)以及一些变种[1][2][3]少可能的能量浪费来提高能效。无线传感器网络中协议，如S-MAC，T-MAC和TRAMA。基于检[4]的节点资源受限，低功耗通常是通过状态循环(duty测的MAC协议包括带前导码检测的Aloha协议，[5][6]cycling)来实现的，这意味着节点需在休眠状态和活B-MAC，WiseMAC等。也有结合了基于调度和异动状态之间来回切换。步检测方法的混合协议，如文献[7]所提出的协议。

6、收稿日期：2008-06-21；修回日期：2009-07-01基金项目：国家重点基础研究计划(“973”计划)基金资助项目(2007CB310801,2006CB708302)；国家高技术研究发展计划(“863”计划)基金资助项目(2008AA01Z208)；四川省青年基金项目(2009-28-419)FoundationItems:TheNationalBasicResearchProgramofChina(973Program)(2007CB310801,2006CB708302);TheNationalHighTechnologyResearchandDevelopment

7、ProgramofChina(863Program)(2008AA01Z208);SichuanFoundationforYouths(2009-28-419)·96·通信学报第30卷在基于调度的协议中，各节点对媒体访问在时开销将有助于进一步提高能效。域或者频域上是协调进行的。例如，在TDMA类本文提出一种在前导码中加入目的地址信息和型的MAC协议中，无线传感器网络节点在离散时前导码索引信息的方法来改进LPL的能效性，设计间区间中调度其射频状态，相邻节点之间的时间区了一个新的MA