无线传感器网络中SMAC协议的改进与仿真.pdf

《无线传感器网络中SMAC协议的改进与仿真.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2010年第29卷第7期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)47无线传感器网络中SMAC协议的改进与仿真杨武，史浩山，杨俊刚，王庆文(西北工业大学电子信息学院，陕西西安710129)摘要：介质访问控制(MAC)协议的设计是无线传感器网络(WSNs)的关键技术之一，传感器介质访问控制(SMAC)协议是较早提出的以节能为目的的MAC协议。介绍了SMAC工作原理，在SMAC的基础上采用了快速冲突解决算法，使节点能够根据信道的忙闲，快速调整竞争窗口的

2、大小，提高信道利用率。仿真结果表明：在网络负载较大的情况下，新方案在吞吐量和延时性方面相对于SMAC有显著的提高。关键词：无线传感器网络；快速冲突解决算法；退避机制中图分类号：TN915．04文献标识码：A文章编号：1000-9787(2010)07-0047-03ImprovementsandsimulationofSMACprotocalinwirelesssensornetworksYANGWu，SHIHao-shan，YANGJun—gang，WANGQing-wen(Collegeof

3、ElectronicsandInformation，NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi’an710129，China)Abstract：Thedesignofmediaaccesscontrol(MAC)protocolisoneofthekeytechnologiesforwirelesssensornetworksdesign．SMACprotocolisproposedearlierforthepurposeofenergysavingofMACp

4、rotoco1．TheworkingprincipleofSMACisbrieflydescribed．OnthebasisoftheSMAC，fastcollisionresolutionalgorithmisadoptedtoletthenodetofastadjustcontentionwindowsizeaccordingtothechannel’Sbusy．andimprovethechannelutilization．TheSimulationresultsshowthatinthe

5、caseoflargenetworkload．thenewschemesignificantlyimprovedthroughputandlatencycomparedwiththeoriginalprotocolSMAC．Keywords：wirelesssensornetworks(WSNs)；fastcollisionresolutionalgorithm；backofmechanism0引言协议。SMAC协议同IEEE802．11相比，具有明显的节能无线传感器网络(wirelesssen

6、sornetworks，WSNs)作为效果，但是由于睡眠方式的引入，节点不一定能及时传递一个全新的研究领域，向科技工作者提出了大量的挑战性数据，使网络的时延增加、吞吐量下降J。本文通过引进研究课题，介质访问控制(mediumaccesscontrol，MAC)协议FCR算法的思想，在减少MAC协议能量消耗的同时，增加便是其中的一个技术难点，也是关键点之一。网络的吞吐量，减小网络的时延。MAC协议处于WSNs通信协议的底层部分，以解决1SMAC协议简介WSNs中节点以怎样的规则共享媒体才能取得满意

7、的网络SMAC协议是较早提出的一种基于竞争的WSNsMAC性能问题，MAC协议的性能直接影响到整个网络的性协议，由USC／ISI的WeiYe等人提出。该协议继承了能]。由于WSNs的一些特性，如，节点硬件资源有限、能IEEE802．11MAC协议和PAMAS协议的基本思想，在此基量有限、网络拓扑动态变化、业务产生不确定等，使得传统础上加以改进，以WSNs的能量效率为主要设计目标，较好的无线网络MAC协议无法直接应用到WSNs中，给MAC地解决了能量问题。协议的设计带来了许多挑战。1．1周期性睡眠

8、和监听由于WSNs应用的特殊性，MAC协议要尽可能地节约SMAC采用周期性睡眠和监听方法减少空闲监听带来能量，提高能量效率，从而延长整个网络的生存周期。为有的能量损耗，如图1所示。通过选择和维护休眠调度表，使效减少节点的能量消耗，满足传感器网络的特点和需求，文相邻节点组成休眠／唤醒自动同步的虚拟簇，从而实现信息献[2，3]提出了传感器介质访问控制(sensorMAC，SMAC)传输的同步，并减少控制开销。收稿日期：2009—10-28传感器与微系统第29卷lIi,+,lenl唧Iqll窗口CW，