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MAC�(xié)�
閱讀�12368時間�2011-09-22 16:08:02

  MAC�(xié)議全稱Media Access Control(媒體訪問控制子層),該�(xié)議位�OSI七層�(xié)議中�(shù)�(jù)鏈路�的下半部�,主要負(fù)�(zé)控制與連接物理�的物理介�(zhì)�

分類

  根據(jù)節(jié)點訪問信道方式的無線傳感器網(wǎng)�(luò)MAC�(xié)議分�

  目前針對不同的傳感器">傳感器網(wǎng)�(luò)�(yīng)�,研究人員從不同的方面提出了多種MAC�(xié)�,但目前對WSN的MAC�(xié)議還缺乏一個統(tǒng)一的分類方�。本節(jié)提出的MAC分類方法是根�(jù)節(jié)點訪問信道的方式:給節(jié)點分配固定的無線信道還是節(jié)點隨機競爭訪問信�,將WSN的MAC�(xié)議分�4類:基于競爭(Contention-based)的MAC�(xié)�;基于調(diào)度算法(Scheduling-based)的MAC�(xié)議;非碰撞(Collision free)的MAC�(xié)�;混合(Hybrid scheme)的MAC辦議�

  無線傳感器網(wǎng)�(luò)MAC�(xié)議分類——基于競爭的MAC�(xié)�

  多數(shù)分布式MAC�(xié)議采用載波偵聽或沖突避免機制并采用附加的信令控制消息來處理隱藏和暴露節(jié)點問�?;诟偁庪S機訪問的MAC�(xié)議是節(jié)點需要發(fā)送數(shù)�(jù)時,通過競爭方式使用無線信道。IEEE802.11 MAC�(xié)議采用帶沖突避免的載波偵聽多路訪問(Carrier SensorMultiple Access with Collision Avoidance,CSMA/CA)是典型的基于競爭MAC�(xié)�。在IEEES02.11 MAC�(xié)議的基礎(chǔ)上,研究人員提出了許多用于傳感器">傳感器網(wǎng)�(luò)的基于競爭的MAC�(xié)�,例如:S-MAC�(xié)�、T-MAC�(xié)議、ARC-MAC�(xié)�、Sift-MAC�(xié)�、Wise-MAC�(xié)議等�

  無線傳感器網(wǎng)�(luò)MAC�(xié)議分類——基于CSMA/CA的MAC�(xié)�

  CSMA/CA主要�(yīng)用于無線局域網(wǎng)IEEE802.11MAC�(xié)議在分布式協(xié)凋(Distributed Coordination Function,DCF)工作模式下的一種協(xié)�。在DCF工作模式�,節(jié)點在偵聽到無線信道忙之后,采用CSMA/CA機制和隨機退避算�,實�(xiàn)無線信道的共��

  IEEE802.15.4基本上是�(yīng)用類似IEEF802.11的CSMA/CA方式競爭通信,節(jié)點定期偵聽信道,接收Beacon幀。在沒有�(shù)�(jù)�(fā)送和接收時�(jìn)入休眠轉(zhuǎn)臺,�(xié)�(diào)器(Coordinator)緩存發(fā)往休眠節(jié)點的�(shù)�(jù),定期發(fā)送Beacon幀,幀攜帶這些�(shù)�(jù)的目的節(jié)點地址,節(jié)點發(fā)�(xiàn)�(xié)�(diào)器緩存了�(fā)往自己的數(shù)�(jù)之后,向其發(fā)送POLL幀,表示自己可以接收數(shù)�(jù),協(xié)凋器在收到POLL幀之后,首先向節(jié)點發(fā)送ACK幀,隨后發(fā)送緩存的�(shù)�(jù),在收到�(shù)�(jù)之后,節(jié)點向�(xié)�(diào)器發(fā)送ACK幀�

  無線傳感器網(wǎng)�(luò)MAC�(xié)議分類——S-MAC�(xié)�

  S-MAC(Sensor-MAC)協(xié)議是較早的針對WSN的一種MAC�(xié)議,他是�802.11MAC的基�(chǔ)�,采用下面介紹的多種機制來減少了節(jié)點能量的消耗。固定周期性的偵聽和睡眠:為了減少能量的消�,傳感器">傳感器節(jié)點要盡量處于低功牦的睡眠狀�(tài)。S-MAC�(xié)議采用了低占空比的周期性睡�/偵聽。為了使得S-MAC�(xié)議具有良好的擴展�,在覆蓋�(wǎng)�(luò)中形成眾多不同的虛擬簇�

  消息傳遞技�(shù):對于無線信�,傳輸差錯與包長度成正比,短包成功傳�?shù)母怕室笥陂L�。在S-MAC�(xié)議中消息傳遞技�(shù)將長消息分成若干短包,利用RTS/CTS握手機制,一次性發(fā)送整個長消息,這樣既提高發(fā)送成功率,有減少了控制消�。流量自適應(yīng)偵聽機制:傳感器">傳感器節(jié)點在與鄰居節(jié)點通信�(jié)束后不立即�(jìn)入睡眠狀�(tài),而保持偵聽一段時�,采用流量自適應(yīng)偵聽機制,減少了�(wǎng)�(luò)中的傳輸延遲�

  S-MAC�(xié)議與IEEE802.11 MAC相比,在節(jié)能方面有了很大的改善。但睡眠機制的引入,使得�(wǎng)�(luò)的傳輸延遲增�,吞吐量下降。針對S-MAC�(xié)議存在的不足,研究人員對其�(jìn)行了改�(jìn),提出了一種帶有自適應(yīng)睡眠的S-MAC�(xié)��

  無線傳感器網(wǎng)�(luò)MAC�(xié)議分類——T-MAC�(xié)�

  T-MAC(Timeout-MAC)協(xié)議與自適�(yīng)睡眠的S-MAC�(xié)議基本思想大體相同。數(shù)�(jù)傳輸仍然采用RTS/CTS/DATA/ACK�4次握手機制,不同的是在節(jié)點活動的時隙�(nèi)插入了一個TA(Time Active)時�,若TA時隙之間沒有任何時間�(fā)�,則活動�(jié)束�(jìn)入睡眠狀�(tài)。TA的取值對于T-MAC�(xié)議性能至關(guān)重要,其約束條件為:TA=m(C+R+T),m>1,其中C為競爭信道時�,R為發(fā)送RTS分組的時�,T為RTS分組�(jié)束到�(fā)出CTS分組開始的時�。在仿真的時�,一般選取m=1.5,即:TA=1.5

�(yīng)�

  不管是在傳統(tǒng)的有線局域網(wǎng)(LAN)中還是在目前流行的無線局域網(wǎng)(WLAN)中,MAC�(xié)議都被廣泛地�(yīng)�。在傳統(tǒng)局域網(wǎng)�,各種傳輸介�(zhì)的物理層對應(yīng)到相�(yīng)的MAC�,目前普遍使用的�(wǎng)�(luò)采用的是IEEE 802.3的MAC層標(biāo)�(zhǔn),采用CSMA/CD訪問控制方式;而在無線局域網(wǎng)中,MAC所對應(yīng)的標(biāo)�(zhǔn)為IEEE 802.11,其工作方式采用DCF(分布控制)和PCF(中心控制)�

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