基于时分复用的一种无线传感器网络MAC协议的设计.docx

基于时分复用的一种无线传感器网络
MAC*议的设计
基于时分复用的一种无线传感器网络MAO议的设计
引言
无线传感器网络作为当今信息领域新的研究热点，涉及多学科交叉的研究领
域，有非常多的关键技术有待发现和研究。在无线传感器网络中基于时分复用的一种无线传感器网络
MAC*议的设计
基于时分复用的一种无线传感器网络MAO议的设计
引言
无线传感器网络作为当今信息领域新的研究热点，涉及多学科交叉的研究领
域，有非常多的关键技术有待发现和研究。在无线传感器网络中，MAC协议决定了
无线通道的使用方式，在无线传感器网络节点之间分配有限的无线通信资源，用来
建立网络可靠的点到点或者点到多点的通信链路。MAC协议处于传感器网络协议的
底层部分，对传感器网络的性能有较大影响。MAC协议设计的好坏是保证无线传感器网络通信高效与否的关键因素之一。
在设计无线传感器网络的MAC协议时，主要需要考虑以下三个方面：节省能
量，可扩展性和网络效率。以上三个方面，重要性一般是依次减低。在传统网络
中，节点能够连续地获得能量供应，整个网络的拓扑结构相对稳定，网络的变化范
围和变化频率都比较小，因此传统网络的MAC协议重点考虑节点使用带宽的公平
性、提高带宽的利用率以及增加网络的实时性。而在无线传感器网络中，节点的能
量供应问题没有得到很好的解决，节点本身就不能自动补充能量或能量补充不足，
所以节约能量就变成了无线传感器网络MAC协议设计时需要首要考虑的因素。
1目前典型的MAO议
目前MAC协议有很多种，也有很多种分类。按照采用固定分配通道方式还是随机访问信道方式分类可以分为：基于竞争的MAC协议，基于时分复用的MAC协议，其他类型的MAC协议。
基于竞争的MAC协议
基于竞争的随机访问MAC协议采用按需使用通道的方式，其基本思想是当节
点需要发送数据时，通过竞争方式使用无线通道，如果发送的数据产生了碰撞，就
按照某种策略重发数据，直到数据发送成功或放弃发送。典型的基于竞争的随机访
问MAC协议是载波侦听多路访问（CSMA）［1］的基础上,研究者提出了多个基于竞争的MAO议用于传感器网络。比如：S-MAC协议，T-MAC协议等等。
基于时分复用的MAC协定
时分复用是实现通道分配的简单成熟的机制，现在应用较广的蓝牙网络就是采
用了时分复用的MAC协议。在无线传感器网络中采取时分复用机制，就是为每个节点分配独立的用于数据发送或接收的时间片，节点在其它空闲时间片内则转入睡
眠状态。
其它类型的MAC协议
基于时分复用的MAC协议也有自己的缺点，比如网络扩展性较差，需要节点间严格的时间同步，对能量和计算能力有限的节点而言实现起来比较困难。因此有
很多研究人员考虑通过FDMA^者CDMAWTDM仰目结合的方法，为每对节点分配互不干扰的信道实现消息传输，从而增强协议的扩展性。
2基于时分复用的一种MAC