无线传感器网络mac层协议的分析比较

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1、万方数据无线传感器网络MAC层协议的分析比较林小兰，肖明波(厦门大学信息科学与技术学院福建厦门361005)摘要：无线传感器网络是一种由大量廉价微型传感器节点组成，并通过无线通信方式形成的多跳自组织网络，可用于对其部署区域的某些物理量进行智能监测。由于传感器节点数目较大，MAC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。另一方面，因为传感器节点受到电源能量有限、通信能力有限、计算和存储能力有限等现实条件的限制，传感器网络中的MAC协议又具有一些独特之处。对无线传感器网络MAC协议的研究现状进行较全面的考察，分析比较其中的几种典型MAC协议，并提出了该领域的发展趋势和未来工作的一些思路

2、。关键词：无线传感器网络；MAC协议；时分复用；能量有效中图分类号：TP212文献标识码：B文章编号：1004—373X(2007)24—033一04AnalysisandComparisononMACProtocolofWirelessSensorNetworkLINXiaolan，XIA0Mingbo(InformationScienceandTechnologyDepartment，XiamenUniversity，Xiamen，361005，China)Abstract：WirelessSensorNetwork(WSN)iScomposedofalargenumberofcheap

3、andmicro—sensors，whichcommuni-catewitheachotherinawirelesswayformamulti——hopandself—‘organizingnetworkmonitoringcertainphysicalvariableintheareaofdeployment．BecauseofthenumberofnodesinWSN，theMACprotocolisoneofthekeyprotocolstoensureeffi—cientcommunicationinawirelesssensornetwork．DuetosomepracticaIl

4、imitationsonenergysupply，communicationre—sources，computationandstoragecapacityineachnode，theMACprotocolsofWSNarequitedifferehtfromthoseusedintra—ditionalnetworks．ThispapertriestoprovideathoroughsurveyonMACprotocolproposedforWSN，andsummarizesuptheirprosandcons．Basedontheanalysisandcomparisononsomety

5、picalMACprotocolsofWSN，wepointoutthetrendsinthisareaandproposesomedirectionsforfuturework．Keywords：wirelesssensornetwork；MACprotocol；timedivisionmultipleaccess；energy—efficient无线传感器网络[13由微型、廉价、能量受限的传感器节点组成，节点间通过无线通信方式组成多跳网络。其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖呕域中监测对象的信息，并以自组织多跳的网络方式发送给观察者。传感器、监测对象和观察者构成了传感器网络的3个要素，

6、传感器网络系统通常包括传感器节点(sensornode)、汇聚节点(sinknode)和管理节点。无线传感器网络体系结构如图1所示。无线传感器网络作为无线自组网，除了具备一般自组网的特点之外，还存在自身的一些特点以及现实条件约束：(1)传感器节点电源能量有限。传感器节点携带能量十分有限的电源，部署区域环境复杂，有些地方人员无法到达，通过更换电池的方式往往不太方便。如何高效使用能量来最大化网络生命周期是传感器网络面临的首要挑战。(2)自组织特性。在传感器网络应用中，节点通常被放置在没有基础设施的地方，节点位置往往无法预先设定，邻居关系也无法预先知道。通信协议需要具有自组织性、自适应性，能够适应

7、动态拓扑变化。(3)短距离多跳。无线通信的能量消耗与通信距离的关系为：E—Kd”，通常有2<卵<4。显然，随着通信距离的收稿日期：2007一06—16增加，能耗急剧增加。因此，无线传感器网络单跳传输距离较短，一般在几十米左右，并采用多跳路由的传输机制。监测性域传感器节A图l传感器网络体系结构(4)应用相关。传感器的应用系统多种多样，不同的应用背景对其硬件平台、软件系统和网络协议的要求也有很大的差别。针对每个具