一种针对数据采集无线传感器网络的应用适应的MAC协议

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1、A2-MAC:AnApplicationAdaptiveMediumAccessControlProtocolforDataCollectionsinWirelessSensorNetworksA2-MAC：一种针对数据采集无线传感器网络的应用适应的MAC协议Abstract•大部分现有的WSNMAC协议集中于能耗效率和自组织性。怎样设计一个可适应应用的MAC协议仍然是一个挑战性的问题。本文提出A2-MAC协议，针对于数据采集的无线传感器网络。A2-MAC主要的优势在于它使用应用传感间隔作为媒介接入控制的参考

2、。分析结果表明A2-MAC可以达到高达90%的吞吐量和高达90%的节能性能（相比于802.11）oI.INTRODUCTION•WSN的网络设计非常依赖于应用和传感活动。应用/传感活动的调度信息可以从一个智能应用捉取层（类似于文献1所捉的）传递到MAC层。这样的信息可以使MAC的设计适应应用，达到更好的网络性能，和节能。•而且，很流行的WSN应用是数据采集，比如环境监测等。•基于竞争的MAC协议•基于TDMA的MAC协议•本文捉出A2-MAC亦议，使用应用/传感活动的调度信息作为MAC层的调度参考。设计的目标

3、是使用上层信息，提供更好的能耗效率和网络性能。它是CSM/VTDMA混合的协议，并采用应用/传感活动作为数据调度的参考，从而可以适应应用。•我们的设计是基于CSIROFlecksensor平台的。II.A2-MACMAINFEATURESANDARCHITECTURE•A2-MAC是基于是槽的，应用适应的。包含beaconperiod和signalingphase、dataphase•Signalingphase传输控制信息。是非坚持CSMA接入的。•Dataphase传输数据。是TDMA调度接入的。•A2-

4、MAC是为混合的网络结构设计的，网络被分为一个个cell。1SecondFigure-1:AnexampleofA2-MACdataphaseA2-MAC只处理cell内的媒介接入。Cell之间的通信是由路由协议处理的。Figure-2:A2-MACnetworkarchitectureIII.PROTOCOLBRIEFDESCRIPTION时间帧如图。协议的四个主要部分为：ANeighbourhoodDiscoveryandManagement邻居发现和管理B.SynchronizationeaccnSig

5、nalingPhaseTimeFranx?Figure-3:ThetimeframestnictureofA2-MACUpdateandManagement同步更新和管理C・RegistrationandSchedulingManagement注册和调度管理D・DutyCycleControl占空比控制管理A.NeighbourhoodDiscoveryandManagement•单跳邻居发现：•在signalingphase阶段，发送“发现包”，设置timer,在超时之前收到单跳邻居的回复,则记录到邻屈表。

6、超时无回复则认为无那个邻屈。•两跳邻居管理：•在发送包屮的字段one-hop-table^带发送节点的邻居表，接收点接收到后，对比该表和H己的邻居表，把邻居点的表有点而白己表屮没有的信息添加为两跳邻居。两跳信息管理有利于消除隐藏终端问题。Src-addDst-addrTypeGroupIdNDM・ReqIdNDM・ActiveklOne-hoptable(a).FictofcwnwFigure-4:One-hopneighbourhooddiscover}7packetanditsflowdiagramGet

7、oneHopTable;//gettheone-hoptableforthereceivedpacketCompMyOneHopTable;//compareitwithitsownone-hoptableIf(NodeIsNotInMyOneHopTable){addNodeTwoHopTahle;Iend;Figured:Analgorithmoftwo-hopneighbourhoodinmiagementA.SynchronizationUpdateandManagement•同步在beaconper

8、iod进行。•采用松散的本地同步策略。同步包如下图。Src-addDst-addrTypeGroupUTimeStampFigiue-6:Synchronizationpacketformat•rti最小编号的节点发送同步包，其他节点接收到后根据timestamp调整自身时钟偏移。•不是每个时间帧都需要启动同步过程。可以在N个帧中才同步一次A.RegistrationandSchedulingMan