一种基于预约的无线传感器网络MAC协议

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一种基于功率控制的无线传感器网络MAC协议

议之一。在设计无线传感器网络的ＭＣ协议时，要考虑如Ａ需下几个方面：）省能量，于节点由电池供电，不能提供ａ节由且再生能源，了提高网络生命周期，省能量成为设计考虑之为节首；）扩展性，于节点数目多、布密集，旧节点因能量ｂ可由分有
ｄｉ１３６／．ｓｎ１０ —６５．０００．９ｏ：０．９９ｊｉｓ．０１３９２１．５０４
ＮｅＭＡＣｐｏｏｏａｅｎｐｗｅｏｔｏｏｒｌｓｅｓｒｎｔｒｓｗｒｔｃｌｂｓｄｏｏｒｃｎｒｌｆｒｗｉｅｅｓｓｎｏｅｗｏｋ
曾斌军，费耀平，李敏，陶志坚
（中南大学信息科学与工程学院，长沙４００）１０１
摘
要：提出了一种基于功率控制的无线传感器网络ＭＡＣ协议，据节点接收阈值，算出节点发送最优功根计
率，在根本上减小发送功率从而节省节点能量。为了减少节点间的碰撞，引入了自适应调整竞争窗口和快速退
Ａｂｓｒｃｔａｔ：ＴｓｐｐｒｐｅｅｔｄａｂａｉｎｐｏｒｃｎｔｏｒｌｓｅｎｏｅｗｏｋｓＭＡＣｏｏｏ．Ｔｈｓｐｏｏｏｓｄｔｅｎｄｈｉａｅｒｓｎｅｓｎｇｏｗｅｏｒｌｗｉｅｅｓｓｓｒｎｔｒｐｒｔｃ１ｉｒｔｃｌｕｅｈｏｅｒｃｉｅｔｒｓｏｄｖｌｅ，ｔｎｃｌｌｔｄｔｐｉｚｒｎｓｓｉｎｐｗｅ．ＩｏｌｌｉｔｌｅｕｃｄｏｓｍｅｅｅｇＩｅｅｖｈｅｈｌａｕｈｅａｃｕａｅｈｅｏｔｍｉｅｔａｍｉｓｏｏｒｔｃｕｄｕｔｍａｅｙｒｄｅｎｏｅｃｎｕｎｒｙ．ｎｏｄｒｔｅｕｈｏｌｓｏｅｗｅｎｎｄｎｈｒｔｆｔｄｅｌｓｅｉｇｔｍｅ．ｉａｄｄｓｌ－ｄａｔｖｏｅｔｏｎｗｒｅｏｒｄｃｅｔｅｃｌｉｉｎｂｔｅｏｅａｄｔｅｄｕａｉｏｈｅｉｉｉｔｎｎｉｏｎｔｄｅｅｆａｐｉｅｃｎｔｎｉｎｗｉｄｏ

一种基于空间相关性的无线传感器网络MAC协议

Ｋｅｒｙｗｏｄｓ：ｒｌｓｅｓｒｎｔｒ；ｐａｉｌｃｒｅａｉｎ；ｗｉｅｅｓｓｎｏｅｗｏｋｓｓｔａｏｒｌｔｏＭＡＣｐｏｏｏ；ｉｎｌｓｒｎｔｄｓｏｉｎｒｔｃｌｓｇａｔｅｇｈ；ｉｔｒｏｔ
ＥＡＣ７３ＥＣ：２０
ＴＡＮＧｈｎｙＺＨＥＮＧｏｉｎＳｅｇｕ，Ｇｕｑａｇ
（ｌｔｎｎｏｍｔｎＥｇｎｅｎｏｌｅＨｎｎＵｉｒｔｃｎｅ＆Ｔｃｎｌｇ，ｕｙｎｅａ７０３ＣｉａＥｅｒｉＩｒａｉｎｉｅｒｇＣｌｇ，ｅａｎｅｉｏｉｃｃｏｃｆｏｉｅｖｓｙｆＳｅｅｏｙＬｏａｇＨｎｎ４１０，ｈｎ）ｈｏ
第２４卷第５期
２１０１年５月
传感技术学报
ＣＮＥＥＪＵＡＬＯＥＳＲＤＴＡＴＲＨＩＳＯＲＮＦＳＮＯＳＡＮＡＣＵＯＳ
Ｖｏ．４Ｎｏ５１２．Ｍａ０１ｖ２１
ＳａｉｌＣｏｒｌｔｏ－ｓｄＭＡＣｏｏｏｏｉｅｅｓＳｎｏｔｒｓｐｔａｒｅａｉｎＢａｅＰｒｔｃｌｆｒＷｒｌｓｅｓｒＮｅｗｏｋ
制以减少冗余数据的传输；数据包在多跳传输中优先传输以降低数据包的传输时延。仿真结果表明ＳＭＣ协议比Ｃ — ＡＥＡＣＭＣ
协议更加有效地降低了网络能耗与传输延时，高了网络的吞吐率，具ห้องสมุดไป่ตู้有较好的重建失真度。提并

基于多信道预约的传感器网络MAC协议研究

通过多信道预约机制高效地解决了该问题。在理论分析中，通过最小化节点平均信道切换次数的下界得出了节点的最优占空比。为验证ＭＣ中多信道预约和自适应占空比机制的性能，进行了模拟和真实实验，实验结果表明，Ｒ与其他ＭＡＣ协议相比，随着信道数及网络负载的增加，ＭＣＲ提高了网络吞吐量，降低了传输所消耗的能量。关键词：无线传感器网络；多信道ＭＡＣ协议；多跳；多信道；睡眠隐终端；最优占空比中图分类号：Ｔ３３Ｐ９文献标识码：Ｂ文章编号：１０ —３Ｘ２１）４０２ —２００４６（０１０．１６１
ＫｅｒｓＷＳｍｕｔｃａｎｌＡＣｒｔｃｌｍｕｔｈｐｍｕｔｃａｎｌｓｅｉｄｎｔｒｎｌ；ｐｉｌｕｙｃｃｅｙｗｏｄ：Ｎ；ｌ — ｈｎｅｉＭｐｏｏｏ；ｌ — ｏ；ｌ — ｈｎｅ；ｌｐｈｄｅｍｉａｓｏｔｉｉｅｅｍａｔｙｌｄ
ｃｃｉｇｉＣＲ，ｘｅｓｅｓｍｕａｉｎａｄｒａｓｂｄｅｐｒｎｓｗｅｅｃｎｕｔｄＴｈｅｕｔｈｗａｏａｅｔｙｌＭｎｎｅｔｎｉｉｌｔｎｅｌｅｔｅｘｅｍｅｔｖｏｔｉｒｏｄｃｅ．ｅｒｓｌｓｏｔｔｍｐｒｄｗｉｓｈｃｈ

基于预约和反馈的无线传感器网络MAC协议研究

Ｌｎ，ＸＯＧＱｎ —ｕ，ＨｉｅｊＷｅ — ａＩＭａＩＮｉｇＳＩｙＷｅｒｎ，Ｉｎｊｎ — ｕ
（．ｃｏｌｆｕｏｔｎＣｏｇｉｇＵｉｅｓｙＣｏｇｉｇ４０３，ｈｎ；１Ｓｈｏｏｔｍａｉ，ｈｎｑｎｎｖｒｉ，ｈｎｑｎ０００ＣｉａＡｏｔ
ｆｅｂａｋｉｒｐｓｄ．ｎｔｉＡＣｏｏｏ，ｅｏｅｉｅｄｄｔｅｄａｄａａ，ｈａｎｅｅｅｖｔｏｅｄｃｓｐｏｏｅＩｈｓＭｐｒｔｃｌｗｈｎａｎｄｓｎｅｅｏｓｎｔａｃｎｌｒｓｒａｉｎｍｅｓａｅｓｇｉｉｓｌｔａｍｉｔｄ．Ｅａｈｓｆｒｔｙｒｎｓｔｅｃｎｏｅｓｔｈｓｔｔａｃｒｉｔｔｅｅｅｅｔｍｅｌｓ．Ｔｈｏｌｗｉｇｄａａ’ＳｄｄｉｐａｃｅｉｓｄａａｃｏｄｎｇｏｈｒｓｒｄｉｉｔｖｅｆｌｏｎｔｔａｓｓｉｎｓｅｌｚｄｙｓｎｔｅｒｎｍｉｓｏｉｒａｉｅｂｕｉｇｈｍｅｈｏｏｓｎｉｇｆｅｂｃｉｏｍａｉｎｏｈｓｕｒｅｏｅｕｉｇｈｓｔｄｆｅｄｎｅｄａｋｎｆｒｔｏｔｔｅｏｃｎｄｄｒｎｔｉｐｏｅｓＳｍｕａｉｎｅｕｔｓｏｒｃｓ．ｉｌｔｒｓｌｓｈｗｔｔＲＦ— ＡＣｒｔｃｌａａｏｄｆｅｔｎｅｕｉｇｔｅａａ’ＳｒｎｓｓｉｎｏｈａＭｐｏｏｏｈｓｇｏｅｆｃｉｒｄｃｎｈｄｔｔａｍｉｓｏｌｔｎｙｏｒｌｓｅｏｔｒｓ，ｎｉａｓｍｐｒｖｓｔｃｅｓ’ ｌｓａｉｎｈｅｔｒｕｈｐｔｏｈｅｗｏｋａｅｃｆｗｉｅｅｓｓｎｓｒｎｅｗｏｋａｄｔｌｏｉｏｅｈｅｐａｋｔｏｓｒｔｏａｄｔｈｏｇｕｆｔｅｎｔｒ．

基于调度的无线传感器网络MAC协议研究

ｂｕｔａｌｓｏｒｅｌｆｅｃｔｓｈｅｔｏｖｅｒａｌｌｓｉｒｅｆｌｅｃｔｔｈｅｏｖｅｒａｌｌｓｉｔｕａｔｉｏｎｗｈｉｌｅｓａｔｉｓｆｙｔｈｅｒｅａｌ —ｔｉｍｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ．Ｓｕｂｓｅｑｕｅｎｔｌｙ，ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｎｄｔｅｓｔｈｅｔｐｒｏｔｏｃｏｌｏｎＣＣ２４３０ｈａｒｄ－
（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒ，ＮａｎｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＰｏｓｔｓａｎｄＴｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１０００３，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＩｔａｎａｌｙｚｅｓｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｃｕｒｒｅｎｔｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇｂａｓｅｄＭＡＣｌａｙｅｒｐｒｏｔｏｃｏｌｉｎｗｉｒｅｌｅｓｓｓｅｎｓｏｒｔ￣ｅｔｗｏｒｋｓ（ＷＳＮ），ａｎｄｐｒｏｐｏ —
ＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＳｃｈｅｄｕｌｉｎｇＢａｓｅｄＭＡＣＰｒｏｔｏｃｏｌｆｏｒＷｉｒｅｌｅｓｓ、ＳｅｎｓｏｒＮｅｔｗｏｒｋｓ

基于调度的无线传感器网络 MAC 协议研究

基于调度的无线传感器网络 MAC 协议研究申鹏飞;章韵【摘要】It analyzes the characteristics of current scheduling based MAC layer protocol in wireless sensor networks (WSN),and propo-ses a new TDMA based MAC layer protocol with good performance of real-time and overall situation for new application field. By mak-ing full use of time slots,the protocol allows the node with higher demands for transmission to use the idle slots to transmit the data,this can reflect the overall situation while satisfy the real-time requirements. Subsequently,implement and test the protocol on CC2430 hard-ware platform. Finally,the experimental results indicate that the new TDMA based MAC protocol can not only reduces the delay of data, but also reflects the overall situation of data.% 文章分析了当前无线传感器网络中基于调度的 MAC 层协议的特点，针对新的应用领域中对数据实时性和全局性要求较高的特点，提出了一种新的基于 TDMA 的MAC 层协议，通过充分利用空闲时隙，允许有较高数据传输需求的节点使用其他节点的空闲时隙传输数据，使得在满足实时性要求的同时能够反映监测区域的全局特征。

一种基于竞争的无线传感器网络低延迟MAC协议

是以牺牲延迟和吞吐量为代价的。针对ＳＣ协议虚拟簇间调度不一致而导致的休眠延迟问题，出ＭＡ提
并设计了一种低延迟协议ＬＳＣ，协议采用全局同步机制使整个网络内的所有节点形成统一调ＤＭＡ该度，保证了全网内的所有节点在相同时间激活，而解决了数据传输中的转发停顿问题。仿真结果表从明，相比于ＳＣ协议，ＤＭＡＭＡＬＳＣ协议在能耗略有增加的情况下，大大地降低了传输延迟，高了网络提
（ｅｉｍＡｃｓｏｔｌＭＡ协议不能满足无线Ｍｄｕｃｅｓｎｒ，Ｃ）Ｃｏ传感器网络的需要。在无线传感器网络中，点能节量有限且难以补充，为保证无线传感器网络长期有效工作，Ｃ协议以减少能耗、大化网络生存时ＭＡ最
第３３卷
第
学
学
报
Ｖ１３Ｎ．ｏ．３ｏ５
Ｏｔ０２ｃ．１２
２１０２年１０月
ＪＵＮＬＯＡＹＡＮＶＲＩＹＯＣＥＣＮＥＨＯＯＹＯＲＡＦＴＩＵＮＵＩＥＳＴＦＳＩＮＥＡＤＴＣＮＬＧ
基金项目：山西省留学人员科研项目（０１７）２１－７０
作者简介：秦艳华（９１，，１８一）女硕士研究生，主要研究方向为无线传感器网络。
（ｃｏｌｆｏｐｔｉｃａｄｅｈｏｇ，ａｕｎＵｉｒｔｏＳｉｃｄＴｃｎｌ，ａｕｎ３０４Ｃｉ）ＳｈｏｏＣｍｕｒｃｎｅｎｃｎｌｙＴｉａｎｅｉｅｅｎｅｈｏｇＴｉａ０２，ｈａｅＳｅＴｏｙｖｓｙｆｃｎａｏｙｙ０ｎ

一种能量有效的移动无线传感器网络MAC协议

期可能无法互相直接通信。为了解决这个问题， — Ｓ
执行与其邻居节点建立链接和移除过程。因此在设计
移动无线传感器网络协议时，其有效地支持节点的使移动性也是很重要的。而大部分无线传感器网络
１概
述
虚蠊１ｌ｝监听Ｉ睡眠
Ｉ监听ｌ睡眠
在无线传感器网络中，传感器节点电池能量有限，很难被更换或者充电。因此，在设计一个针对无线传感
器网络ＭＡＣ（ｄｕｃｅｓｃｎｒ１时，量的有效Ｍｅｉｍａｃｓｏｔｏ）能
器节点的位置可以在任何时间改变，须能够及时地必
减少了空闲侦听。这个协议中，在同一个簇内的节点具
有相同的监听一睡眠调度格式，但是，与簇之间也许簇不同。因此，于不同簇的节点由于它们不同的监听周属
ｅｆｃｅｔｌｔｎｓｅｐｓｈｄｌａａｔｔｏｏｂｌｏｅ．Ｓｍｕａｉｎｒｓｌｈｗｈｔｏｒｐｏｏｏａｅｉｒｖｄｉｎｒｙｆｉｉｎｉｅ — ｌｅｃｅｕｅｄｐａｉｎｆｒｍｏｉｎｄｓｓｅｉｌｔｏｅｕｔｓｏｔａｕｒｔｃｌｈｖｍｐｏｅｎｅｅｇｓｅｆｉｎｙ，ｄｌｙａｄＳｎｉｈｂｌｒｌｓｅｓｒｎｔｒｓｆｃｅｃｉｅａｎＯｏｔｅｍｏｉｗｉｅｅｓｓｎｏｅｗｏｋ．ｎｅＫＥＹＷＯＲＤＳｍｏｉｒｌｓｅｓｒｎｔｒｓ，ｓｃｎｉｔｎ，ｃｌｂｌｗｉｅｓｓｎｏｅｗｏｋｅｅｅｏｄｌｅｓｃｅｕｉｇａａｔｔｏｐｏｏｏ

一种自适应的无线传感器网络MAC协议

．
ｄｒｌｈｏｄＩｈｒｐｓｄＡａｔｅＭＡＡＭＡＣ）ｐｏｏ）ｔｅｗｏｋｓｅｔｔｓｏｈｅ．ｅｇｔａ．ｎｔｅｐｏｅｄｐｉ — Ｃ（ｉｌｏｖｒｔｃｌｈｒ —ｅｐｓｕｆｔｅｓｎｘ，ｌａｍｒ
ｎｅｄｐｉｅｙｄｔｒｎｄｂｓｄｏｅｗｏｋｔａｆ．ｒａａｙｉａａｄｓｍｕａｅｅｕｔｓｏｈｔｄｏｓｉａａｔｌｅｅｍｉｅａｎｎｔｒｒｆｉＯｕｎｌｔｌｎｉｌｔｄｒｓｌｈｗｓｔａｓｖｅｃｃ
ＡｂｔａｔＦｉｐｐｒｐｏｏｅｓｒｃ：ｈｓａｅｒｐｓｓＡＭＡＣ，ｎａａｔｅＭＡＣｐｏｏｏｅｉｎｄｆｒｗｉｌｓｅｓｒｎｔａｄｐｉｖｒｔｃｌｄｓｇｅｏｒｅｓｓｎｏｅ— ｅ
法进行点的维护和电池的更换．Ｉ，能是九线１此节天
是在李闲侦听状态也有较严重的能量浪费．因此ＩＦ０．ｌＥＥ８２１不适合尢线传感器网络．
无线传感器网络是由一组传感器以Ａｏ方ｄｃＨ式构成的无线网络，目的是协作感知、其采集和处理网络覆盖地理区域中感知对象的信息，并发布给观
能硬件设计、节能网络拓扑设计、节能ＭＡＣ协议和节能路由协议等ｌ．ｌＪ
在无线传感器网络中，计节能的ＭＡ设Ｃ协议
文章编号：６３０９（０１）２０１一６１７２１２（０ —０（０６Ｉ
一
种自适应的无线传感器网络ＭＡＣ协议

基于环境监测的无线传感器网络MAC协议研究

制，并从ＭＡＣ的角度提出基于环境监测应用的ＷＳＮ设计要点。．关键词：线传感器网络；境监测；Ｃ；能无环ＭＡ节ＴＭＡ－Ｃ做的更好。ｌ概述以数据为中心：传统网络是以为中心的网耗上，－Ｃ较ＳＭＡ每个节点拥有全网唯一的地址，数据转发以目ＴＭＡ－Ｃ协议能偶根据当前的网络状况，通过无线传感器网络（ｒｌｓＳｎｏＮｔ络，Ｗｉｅｅｓｒｅｅｓ — ｗｒ）由大量的传感枷成，ｏ，ｋ节点问协作地感知、的的为依赖。在无线传感器网络中，节点没有提前结束活动周期来减少空闲侦听，但带来了早－Ｃ为解决早睡问题提出了请求发送采集、处理和传输网络覆盖地理区域内被感知对地址，是以数据为中心的网络，它关心的是数据本睡问题。ＴＭＡ＿ｃ象的监测信息，如图１这种网络具有机动ｌ部身，。生高、如事件、时间和地点，而并不关注数据是由哪和满缓冲区优化两种方案都不是很理想。ＴＭＡ署快速等诸多特点，可应用于现代化战场、环保、个廿．采集。协议的适用场合还需要进一步研究；对网络动态医疗、空间探索等多种场但是，支持该网络应与应用相关：无线传感器网络系统与应用密拓扑结构变化的适应陆也要进一步研究。需３应用于环境监控的无线传感器网络用的技术还存在诸多问题，比如节点的电量和计切相关，不同的应用背景，无线传感器网络的设计基于环境监控应用的无线传感器网络要求算能力的局限性、完全的分布式环境等。针对＿具有差别，节．甚至完全不同。电量局限陛问题，以及由于节点睡眠时间较长且２现有的几种ＭＡＣ协议绝大部分的工作时间是在常规态下工作的，只在延时较大在出现紧急情况反应缓慢的问题，从２￣Ｃ协议．Ｓ－１ＭＡ出现紧急突发监测事件的时候进入紧急工作状ＭＡＣ层的角度提出了改进方案。ＳＭＣ是分布式的层协议，－Ａ无须任何局部或态。这两种不同的状态要求网络能够采取不同的０ｏ苷通Ａ策略来区分服务。对于常规晴况要保证节点全局主节点的调度便能让传感器节点发现相邻节ＭＣ ● 蟹喜＃艘书点点，并安排合理俪酋占用时间。它是一种基于竞争的能量能够使用较长的时间，数据采集的频率以Ｏ ● Ｏ ● 紧节急点的控制协议。但加入了同步的功能。ＳＭＡＣ最重及对实时胜的要求相对较低。而在紧急态下要求－０ ● ｏ要的是将时间划分为多个帧，每个帧由两部分构节点能够高速工作，能够及时地传输紧急数据，此成：活动状态和休眠状态。在休眠状态，节点将关时也应尽可能地减少不相关节点的能量损耗。Ｏ ● ０闭其发射接收器来节省能量。在活动状态，节点可在网络协议的设计中，我们还必须考虑到以００ｏ以和它的相邻节点进行通信并且发送在休眠期间下几个方面的内容：高可靠性和低时延；网络具备。 ● ｏＯ的消息队列。将所有的数据放在活动部分进行发自愈合、高宽容，很多传感器节点都是布置在高危 ● ● ● ● ｏＯ ● 送，减少了在整个时间内进行监听所造成的空闲地带，那里不适合工作人员长期驻留，因此，一旦ｏＯｏＯ监听能量损耗。这些地方产生危险紧急事件，传感器节点很可能ＯＤ图ｌ基于环境监测的无线传感器网络结构尽管ＳＭＡＣ比８２１节省了更多的能量，０．１但在此过程中遭受破坏；设计必须足够简单因为能无线传感器网络是一种以数据为中心的自是他不能很好地适应网络中业务的变化，以及由量有限，这就意味着节点的设计结构不能够过于组织无线网络。网络中的节点密集，数量可多可少此带来的流量变化，因为他对所有的传感器节点复杂，应尽可能简化；网络整体的节能。且部署在十分广泛的区域；网络拓扑结构动态变设置的占空比是一个固定值。当有低时延、高速率４总结化，网络具有自组织和自调整的特点。网络节点具要求的业务时，ＭＡＳＣ的占空比必须设置为一个能量与时间在无线传感器网络中是一对矛有成本低体积小，能量及其有限，计算能力、存储较高的值，当该业务消失以后，ＭＡＳＣ依然维持该盾体。能量消耗过大将导致网络寿命的缩减，如果此时将浪费大量的能量。另外，因为所有味地延长网络时间而节约能量的开销，会降低能力和通信能力有限的特点。节点的能量是设计占空比，节点是考虑的最为关键的因素。节点的占比空都相同，而在实际的过程中针对不网络的利用率。因此如何据具体的应用来妥善处无线传感器网络有几个显著特征日：同区域的发生的事件需要采取不同的监听策略，置二者间的关系将尤为重要，这也是未来研究的节能：传感器节点是微型嵌入式设备，的此时同一网络中的节点就不再公用一个占空比。重要方向。它价格要求非常低廉，因而造成它的处理能力、存储ＳＣ显然不能适应这些业务的灵活配置。ＭＡ参考文献能力、通信带宽和携带的能量者常有限，Ｅ特别是２＿．ＴＭＡＣ协议２『天爽。】仵唐洪，李婷等．无线传感器网络协议与体为每个传感器节点。供电的电源能量有限，通常不＿ＭＡｒｃ协议是在ＳＭＡ＿－Ｃ协议的基础上提系结构．京：工业出版社．北电子易或无需更换，节省能量成了无线传感器网络系出的。传感器网络的ＭＡＣ协议最重要的目标是减ｆ李功．２１无线传感器网络在环境监测中的研究设计统设汁中的重要目标。少能量消耗，在空闲侦听、、、碰撞计算串音等浪费【浙江大学，０．ＪＪ．２６０低成本：传感器节点应该廉价。因为一个大因素中，空闲侦听的能量消耗占绝对大的比例，特［ＷＥＨＥＤＭＡＮｊＥＴＩ．．ｎｅｅ＿３ＩＹ；ＩＥ］ＥＮ；ＳＲＮＤＡｎｒｙｅｆｉｎｉｒｔｃｌｏｗｉｅｓｅｓｒｅ型的传感器网络往往由成百上千个传感器节点组别是在消息传输频率较低的情况下。＿Ａ是将ｇ－ｆｃｅｔＭＡＣｐｏｏｏｆｒｒｌｓｓｎｏＭｃｅｗｏｋＩＯＣＯＭ０２ｗｅｔ－ｒｔＡｎＮＦ２０．ＴｎｙＦｉｓ — 成，所以每个节点应该低成本，低价格。能量损耗、时延和吞吐量综合考虑的协议。它将帧ｎｔｒｓｕｌＪｉｔＣｎｅｅｃｆｔｅＩＥｍｐｔｒａｄ无线的：传感器节点通过无线传输数据。划分为可变长度的活动状态和休眠状态，所有的ｎａｏｎｏｆｒｎｅｏｈＥＥＣｏｕｅｎ自组织：无线传感器网络系统更适合于人不数据在可变的活动状态持续期间内发送出去。ＣｍｍｕｉａｉｎＳｃｅｉｓＰｒｃｅｉｇ．Ｉｏｎｃｔｏｓｏｉｔｅ．ｏｅｄｎｓＥＥＥ能或不宜到达的地域，节点的部署采用非人工、随通过动态改变活动状态的持续时间来维持Ｖｌｍｅ３２－７Ｊｎ０２Ｐｇ（：６— ５６ｏｕ．３２ｕｅ２０ａｅ）５７１７．ｓ１机方式实施。无线传感器网络系统可以通过一套网络负载的平衡。即使节点处于活动状态，但经过［Ｋ４ＡＷＡ，ＴＴＵ；ＷＡＡＭＩＡＮＯＫ］ＩＥＳＹＡＫＹ，Ａｋ合适的通信协议保证网络在无人干预的情况下自ＴＡ时间后仍无数据发送，节点将立即

一种基于节点重要性和空间相关性的无线传感器网络MAC协议

ｐｒｏｔｎｔｅｃｍｐｔｔｏｏｃａｎ１Ａｎｈｅｏｌｈｏｅｏｔｔｅｉｏｔｎｔｎｄｅｉｒｙｉｈｏｅｉｉｎｔｈｎｅ．ｉｄｔｙｃｕｄｃｏｓｕｈｍｐｒａｏｓａｈｅｒｓｎａｉｅｎｄｓｄｅｓｒ
刘放彩，四望，周李兰
（南大学软件学院，沙４０８）湖长１０２
摘
要：提出了一种新的基于节点重要性和空间相关性的ＭＡＣ协议（ＩＣＭＡ）该协议将数据相关性小的节ＮＳ — Ｃ，
点，即数据差异大的节点定义为重要节点，并赋予其高的优先权。优先权高的节点发送数据的概率大，退避时间短，而能优先地竞争到信道。把这些重要性节点选定为代表性节点。从确保这些重要的数据发送到ｓｋ节点，ｉｎ这样可保证数据的整体有效性，使收到的数据能更好地反映出物理现象。ＮＳ — ＡＩＣＭＣ协议在去除数据空间相关性
ＬＵＦｎ－ａ，ＺＩａｇｃｉＨＯＵＳ — ｎｉｗａｇ，ＬａＩＬｎ
（ｏｅｅｆＳｆｗｒ，ｎｎＵｉｒｔ，ｈｎｓａ４０８，ｈｎ）ＣｌｇｏａｅＨｕａｎｖｓｙＣａｇｈ１０２Ｃｉｌｏｔｅｉａ
出ｏｅｖｔｌｄｔｅｄｓｃｅｓｌｈｉｋｎｄ．Ｔｉｏｌｎｕｅｔｅｏｅａｌｆｃｉｅｅｓｏａａ．ｄｈａａｒｃｉｅｓｉａａｓｎｕｃｓｆｌｔｔｅｓｎｏｅｈＳｗｕｄｅｓｒｖｒｆｔｎｓｆｄｔｍａｅｔｅｄｅｅｖｄａｕｙｏｈｌｅｅｖｔｒｆｃｅｒａｈｓｃｈｎｍｅｏ．ＮＩＣＭＡＣｉｏｎｙｒｍｏａｆｐｔｏｒｌｔｎｏａａｕｌＯｔｎｕｅｔｅｏｅ．ｅｅｔｔｅｐｙｉａｐｅｏｎｎｌｈｌｌＳ．Ｓｎｔｌｅｖｏａｉｃｒｅａｉｆｔ．ｂｔＳｏｅｓｒｖｒｏｌｓａｌｏｄａｈａｌｆｃｉｅｅｓｏａａｈｉｌｔｎｅｐｒｍｅｔｉｄｃｔｓｔｅｐｏｏｏｎｕｅｔｅｏｅａｌｅｅｔｅｅｓｏａａｕｄｒｌｗｌｅｆｔｎｓｆｄｔ：ｔｅｓｍｕａｉｘｅｅｖｏｉｎｎｉａｅｈｒｔｃ１ｅｓｒｈｖｒｆｃｉｎｓｆｄｔｎｅｏｌｖ

AM-MAC：自适应多跳的无线传感器网络MAC协议中期报告

AM-MAC：自适应多跳的无线传感器网络MAC协议
中期报告
介绍：
AM-MAC (Adaptive Multi-hop MAC) 是自适应多跳无线传感器网络(WSN) 的一种MAC协议，它基于CSMA/CA，并改进了数据收集效率和网络吞吐量。

在 AM-MAC中，每个传感器节点都可以有自己的传输功率和接收功率，并可以根据自己的决策选择合适的接收功率，以此来实现自适应的多跳数据传输。

进展：
AM-MAC 的一些工作已经被完成，包括：
- 使用全向天线的单跳模拟：使用OMNeT++开发AM-MAC的模拟环境，并进行了单跳模拟，包括节点的发送功率和接收功率等参数。

- 集成MAC层的更改：MAC层中实现了AM-MAC序列号对比，用于防止数据重复发送，并引入ACK以保证数据的可靠性。

- 实验室环境的单跳测试：在实验室环境中进行基本的单跳测试，以评估节点之间的通信质量。

未来工作：
- 多跳节点间通信：下一步工作将是测试 AM-MAC 的多跳点对点通信。

- 基于仿真的性能评估：开发 PI (Performance Inspector) 模块，可用于评估AM-MAC的整体性能，并比较其与其他无线传感器网络MAC协议的性能。

- 实际测试：在真实的环境中测试 AM-MAC，比如在开放区域或建筑物中。

总结：
AM-MAC 是一种自适应多跳的无线传感器网络MAC协议，它可以在传感器节点之间实现高效的数据收集。

尽管还需要进行更进一步的研究和测试，但 AM-MAC 是一个具有前途的方案，一旦成功，可以大大提高无线传感器网络的运行效率。

基于预约的数据队列水下无线传感器网络MAC协议

基于预约的数据队列水下无线传感器网络MAC协议
钱良芳;张森林;刘妹琴
【期刊名称】《浙江大学学报（工学版）》
【年(卷),期】2017(051)004
【摘要】为了有效地减少水声信道冲突提高网络吞吐量,提出基于预约的数据队列水下无线传感器网络MAC协议.该协议在数据传输前设置了信道预约周期与预约确认周期,利用RTS-CTS握手过程完成信道的预约、确认与数据传输的排序工作.当全部预约得到确认后,所有发送端按事先排好的顺序以接龙的方式传输数据队列,完成多对节点间的数据传输任务.这些方法降低了节点的平均预约时间,减少了节点发送数据的等待时间,有效提高了网络吞吐量.仿真实验结果表明,当网络负载较高时,该协议能够较大程度地减少控制包开销,提高网络吞吐量.
【总页数】6页(P691-696)
【作者】钱良芳;张森林;刘妹琴
【作者单位】浙江大学工业控制技术国家重点实验室, 浙江杭州 310027;浙江大学电气工程学院, 浙江杭州 310027;浙江大学电气工程学院, 浙江杭州 310027;浙江大学工业控制技术国家重点实验室, 浙江杭州 310027;浙江大学电气工程学院, 浙江杭州 310027
【正文语种】中文
【中图分类】TP393
【相关文献】
1.基于分布式动态优先权队列实时可调的MAC协议 [J], 薛雷;李德华;关景火
2.基于队列长度的自适应占空比MAC协议 [J], 张闪闪; 甄雪
3.基于动态变化竞争窗口的水下无线传感器网络MAC协议 [J], 石岳; 李成; 郝琨
4.基于动态变化竞争窗口的水下无线传感器网络MAC协议 [J], 石岳; 李成; 郝琨
5.基于并发预约的水声传感器网络MAC协议 [J], 林文
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【CN109874152A】基于优先级的体内无线纳米传感器网络MAC协议方法【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910171383.1(22)申请日 2019.03.07(71)申请人同济大学地址 200092 上海市杨浦区四平路1239号(72)发明人徐娟　赵雅坤　阚佳丽　(74)专利代理机构上海科律专利代理事务所(特殊普通合伙) 31290代理人叶凤(51)Int.Cl.H04W 28/04(2009.01)H04W 72/04(2009.01)H04W 72/10(2009.01)(54)发明名称基于优先级的体内无线纳米传感器网络MAC协议方法(57)摘要本发明公开了一种基于优先级的体内无线纳米传感器网络MAC协议方法，其特征在于，引入排队机制为网络中的节点动态分配时隙，包括以下步骤：(1)纳米控制节点唤醒网络中的纳米传感器节点；(2)纳米传感器节点向纳米控制节点发送时隙申请；(3)纳米控制节点根据节点数据优先级和到达时间为传感器节点动态分配时隙；(4)纳米传感器节点在自身对应的时隙传输数据。

本方法能有效避免数据包的碰撞，降低平均端到端时延以及提升平均吞吐量，并且能实现优先处理优先级高的业务。

权利要求书2页说明书3页附图2页CN 109874152 A 2019.06.11C N 109874152A1.一种基于优先级的体内无线纳米传感器网络MAC协议方法，其特征在于引入排队机制为网络中的节点动态分配时隙，包括以下步骤：步骤一：纳米控制节点唤醒网络中的纳米传感器节点；步骤二：纳米传感器节点向纳米控制节点发送时隙申请；步骤三：纳米控制节点根据节点数据优先级和到达时间为传感器节点动态分配时隙；步骤四：纳米传感器节点在自身对应的时隙传输数据。

2.如权利要求1所述的基于优先级的体内无线纳米传感器网络MAC协议方法，其特征在于，所述步骤一中，纳米控制节点通过广播信标的方式唤醒网络中的纳米传感器节点。

一种基于预约的无线传感器网络MAC协议

一种基于预约的无线传感器网络MAC协议
李坡源;王艳艳;杨济安
【期刊名称】《传感器世界》
【年(卷),期】2007(13)2
【摘要】无线传感器网络要求的能量高效,低延时,使得MAC协议的设计充满挑战.近来已经提出了很多基于簇的MAC协议,为减少冲突在簇内部采用TDMA方式来协调簇内各个节点的传输.本文提出了一种在采用簇结构的基础上,使用预约方式来发送数据的R-MAC(Reservation-MAC)协议.当争用节点少的时候,采用随机争用方式来预约数据的发送;在争用节点多的时候,采用时隙争用方式来预约数据的发送.分析表明,R-MAC能够有效的降低能耗和减少延迟.
【总页数】6页(P40-45)
【作者】李坡源;王艳艳;杨济安
【作者单位】重庆邮电大学,400065;重庆清华中学;重庆邮电大学,400065
【正文语种】中文
【中图分类】TN919.72
【相关文献】
1.基于预约的数据队列水下无线传感器网络MAC协议 [J], 钱良芳;张森林;刘妹琴
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3.基于预约和反馈的无线传感器网络MAC协议研究 [J], 李曼;熊庆宇;石为人;冀文娟
4.AMCB:基于多控制信道预约和冲突通知的无线传感器网络MAC协议 [J], 王志
刚;李金宝
5.基于预约调度的无线传感器网络的MAC协议 [J], 杨双懋;郭伟
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０引言
无线传感器网络综合了传感器、机电系统和微无线网络等技术，其在军事侦察、境信息检测、因环
信号在各个方向上能耗相同的假设上。在ＬＡＨ算ＥＣ法中，点自组织成不同的簇，个簇只有一个簇节每头。所有非簇头节点将自己的数据发给所属簇的簇
（．重庆邮电大学通信学院，重庆４０６；２１００５．重庆清华中学，重庆４Ｏ５）ＯＯ４
摘
要：无线传感器网络要求的能量高效，低延时，使得ＭＡＣ协议的设计充满挑战。近来已经提
出了很多基于簇的ＭＣ协议，为减少冲突在簇内部采用ＴＭ方式来协调簇内各个节点的传输。ＡＤＡ提出了一种在采用簇结构的基础上，使用预约方式来发送数据的Ｒ—ＭＣ（ｅｅｖｔｎ一＾）协ＡＲｓｒｉａｏｄＬ议。当争用节点少的时候，采用随机争用方式来预约数据的发送；在争用节点多的时候，采用时隙争用方式来预约数据的发送。分析表明，Ｒ—ＭＣ能够有效地降低能耗和减少延迟。Ａ关键词：无线传感器网络；能量高效；低延迟；ＭＣ协议Ａ
ｔｈｅｕｒｍｅｔｆｗｒｌｓｅｓｒｎｔｏｋ，ｓｃｓｅｅｇｍｃｅｃｎｏｅｙｐｓｄａ：Ｔｅｒｑｉｅｎｉｅｓｓｎｏｅｗｒｓｕｈａｎｒｙｅｉｙａｄｌｗｄｌ，ｏｅｏｅｎａ
医疗健康监护、工业生产控制以及商业等领域有着广阔的应用前景而受到学术界和工业界越来越广泛的重视，被认为是２世纪最重要的技术之一。ｌ
传感器节点体积微小，携带的能量有限，得能使量高效成为传感器网络设计的首要目标。本文针对无线传感器网络的特性，参考已有协议的前提下，在
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２０年第期０７４
中图分类号：Ｎ１．２Ｔｇ９７
文献标识码：Ａ
文章编号：０９５２２ｏ）４Ｏ４４１０ —２５（０７ｏ一Ｏ３一ｏ
一
种基于预约的无线传感器网络ＭＡＣ协议
李坡源，王艳艳２，杨济安
ｔｎｏｙｉｓｄｔ＇ｅｅｔｅｄｔｒｎｆｒｅｆｉｎｗａｓｕｅＩＳｒａａｔｓｅ．Ｏｎｔｅｃｎｒｒｏｅｖｈａｔａｙ，ｗｈｎｔｅｃｎｔｎｔｎｎｅｒｎｔｅｓｏｈｏｅｈｏｅｉｏｓａｅｍａｙ，ｌｔｏｄｈｃｎｅｔｎｗａｓｕｅｈｅａａｙｉｈｏａｏｔｎｏｙｉｓｄ．ＴｎｌｓｓｓｗｓｔｔＲ— ＭＣｇｔｅｔｒｐｒｏｍａｅｉｅｍｓｏｎｒｙｃｎｕ — ｉｈＡｅｓｂｔｅｆｒｎｃｎｔｒｆｅｅｇｏｓｍｐｅ