一种异步自适应无线传感器网络mac协议

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1、一种异步自适应无线传感器网络MAC协议本文由ZJET1987贡献pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。第２６卷第４期２００９年４月计算机应用与软件ＣｏｍｐｕｔｅｒＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓａｎｄｓｏｆｔｗａｒ．ｅＶ０１．２６Ｎｏ．４Ａｐｒ－２００９一种异步自适应无线传感器网络ＭＡＣ协议吴杰１曾子维１庄兵２１（辽宁科技大学计算机科学与工程学院辽宁鞍山１１４０４４）２（鞍山市科技局辽宁鞍山１１４０“）摘要针对无线传感器网络低能耗、低延时的特点，提出一种异步自适应ＭＡＣ协议：ＡＡ?ＭＡＣ。该协议缩短了无线传感器网络ＭＡｃ协议中异步唤醒方

2、式的前导帧长度，同时采用自适应监听来减少数据发送延时。通过在Ｎｓ２上的仿真模拟比较，发现从－ＭＡＣ相对于同类型的ＭＡＣ协议有更好的节能效果和更短的延时，因此从一ＭＡＣ能更适合无线传感器网络的要求。关键词无线传感器网络ＭＡｃ协议异步ＡＮＡｓＹＮｃＨＲｏＮｏｕｓＡＤＡＰｒＩ、雹ＭＡｃＰＲｏＴｏｃｏＬＦｏＲⅥｒ】【ＲＥＬＥｓｓ§ＥＮｓｏＲＮＥＴｗｏＲＫｓ７（ｃｏ如酽矿ｃｏ唧啦ｒ＆洒黜∞ｄ西硒ｒ删ｎｇ，“∞曲ｌｇ‰妇盼矿ｓｃ诂脚∞ｄ‰ｈ咖，Ａｍｈ，ＩＪＪ铂“，厶∞，西垮，蕊ｆＭ）２（＆妇艘删ｄ死矾蝴脚删矿Ａ儿Ｉ＾饥。Ａ珊＾∞Ｊ，４Ｄ钳，厶∞砌蟛，Ｃ胁ｍ）ＡｂｓｔｎｃｔＦｏｒｔＩＩｅ

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4、ｒｇｙ锄ｄｋｎｅｎｃｙ商ｃｉｅｎｃｙｔｔｌａｒＩｏｔｈｅｒ８ｉｍｉ－ｌ盯ＭＡＣｐｌ咖ｏｌ，∞ＡＡ—ＭＡＣｆｉｔｓｔｈｅｄｅｍａｎｄ０ｆＷＳＮｍｏｍ．Ｋ叼唧ｏｒｄｓＷｉｒｅｌｅ踮ｓｅｎｓｏｒｎｅｔｗｏｒｋｓＭＡＣｐｒｏ眦ｏｌＡｓｙｎｃｈｍｎ伽ｓ用各节点独立的睡眠一监听周期来节省能量。ＢＭＡｃ不要求各Ｏ引言个节点同步唤醒，但有数据发送时，发送节点需要在数据帧前加上一个比睡眠周期略长的前导帧，用于唤醒接收节点。由于无线传感器网络…是由许多传感器节点协同组织起来并广泛使用于数据采集、目标追踪、灾害与环境检测等场合的低成本、低功耗、多功能的无线网络。无线传感器网络ＭＡｃ协议决定无线传

5、感器网络信道的使用方式，在传感器节点之间分配有限的无线通信资源，用来构建无线传感器网络系统的底层基础结构。无线传感器网络ＭＡＣ协议对整个无线传感器网络的性能有着较大的影响，是保证无线传感器网络高效通信的关键技术之一。由于传感器网络的特点，ＭＡｃ协议设计必须要考虑电池能量的限制【２Ｊ。而传感器网络中造成能量浪费有以下几个主要原因：数据冲撞产生的重传、节点接收并处理不必要数据的串音现象、控制消息过多、节点在不需要收发数据时仍保持对信道的空闲侦听等。１ＢＭＡｃ的前导帧要消耗很多额外的能量，所以ＢＭＡＣ并不适应于大数据量的应用。２从－ＭＡＣ设计２．１异步睡眠一唤醒周期由于时分复用＂

6、１及混合旧３ＭＡｃ协议需要严格的时间同步，所以它们对硬件的性能、精确度都要求较高，而无线传感器网络节点要求大范围的分布，硬件成本不能太高。同时在很多无线传感器网络的应用中，同步策略会在时间同步和交换节点框架信息时会消耗很多额外的能量。此外，同步策略很少考虑节点移动的情况。基于以上原因，我们在类似于ＢＭＡｃ上的异步睡眠一监听相关工作目前无线传感器网络的ＭＡｃ协议主要分为基于竞争、基于周期上设计ＡＡ．ＭＡＣ（鹳”ｃｈｍｎｏｕｓａｄａ州ｖｅＭＡｃ）。从一ＭＡｃ的各个节点周期性睡眠，但是不需要同时睡眠、唤醒，也不需要交换周期时间框架信息。节点需要发送数据时，首先随机退避一段时间，然

7、后重复发送数据。当接收节点醒来，则它监听信道，如果有数据发送，则等待接收数据，否则转入睡眠。收稿日期：２０ｃｒ７一０９一０６。辽宁省教育厅科学技术研究基金资助项目（０５Ｌ００２）。吴杰，硬士生，主研领域：无线传感器网络。时分复用和二者混合三种方案，其中基于竞争方案属于异步ＭＡｃ协议，其简单、成本低、易于实现，较为适合无线传感器网络。基于竞争方案的协议中，ＢＭＡｃ［３３是ＴｉｎｙＯｓ‘４３的默认ＭＡｃ协议。它利用低能量监听和前导帧来完成低能量的通信，并采万方数据计算机应用与软件２００９年２．２最小化前导帧节点发送数据