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MAC�(xié)�
閱讀�12352�(shí)間:2011-09-22 16:08:02

  MAC�(xié)議全稱Media Access Control(媒體訪�(wèn)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(lèi)

  根據(jù)節(jié)�(diǎn)訪問(wèn)信道方式的無(wú)線傳感器�(wǎng)�(luò)MAC�(xié)議分�(lèi)

  目前針對(duì)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�(duì)WSN的MAC�(xié)議還缺乏一�(gè)�(tǒng)一的分�(lèi)方式。本節(jié)提出的MAC分類(lèi)方法是根�(jù)節(jié)�(diǎn)訪問(wèn)信道的方式:給節(jié)�(diǎn)分配固定的無(wú)線信道還是節(jié)�(diǎn)隨機(jī)�(jìng)�(zhēng)訪問(wèn)信道,將WSN的MAC�(xié)議分�4�(lèi):基于競(jìng)�(zhēng)(Contention-based)的MAC�(xié)�;基于調(diào)度算法(Scheduling-based)的MAC�(xié)�;非碰撞(Collision free)的MAC�(xié)�;混合(Hybrid scheme)的MAC辦議�

  �(wú)線傳感器�(wǎng)�(luò)MAC�(xié)議分�(lèi)——基于競(jìng)�(zhēng)的MAC�(xié)�

  多數(shù)分布式MAC�(xié)議采用載波偵�(tīng)或沖突避免機(jī)制并采用附加的信令控制消息來(lái)處理隱藏和暴露節(jié)�(diǎn)�(wèn)�?;�?jìng)�(zhēng)隨機(jī)訪問(wèn)的MAC�(xié)議是節(jié)�(diǎn)需要發(fā)送數(shù)�(jù)�(shí),通過(guò)�(jìng)�(zhēng)方式使用�(wú)線信道。IEEE802.11 MAC�(xié)議采用帶沖突避免的載波偵�(tīng)多路訪問(wèn)(Carrier SensorMultiple Access with Collision Avoidance,CSMA/CA)是典型的基于競(jìng)�(zhēng)MAC�(xié)�。在IEEES02.11 MAC�(xié)議的基礎(chǔ)�,研究人員提出了許多用于傳感�">傳感器網(wǎng)�(luò)的基于競(jìng)�(zhēng)的MAC�(xié)議,例如:S-MAC�(xié)�、T-MAC�(xié)�、ARC-MAC�(xié)議、Sift-MAC�(xié)�、Wise-MAC�(xié)議等�

  �(wú)線傳感器�(wǎng)�(luò)MAC�(xié)議分�(lèi)——基于CSMA/CA的MAC�(xié)�

  CSMA/CA主要�(yīng)用于�(wú)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)�(diǎn)在偵�(tīng)到無(wú)線信道忙之后,采用CSMA/CA�(jī)制和隨機(jī)退避算�,實(shí)�(xiàn)�(wú)線信道的共享�

  IEEE802.15.4基本上是�(yīng)用類(lèi)似IEEF802.11的CSMA/CA方式�(jìng)�(zhēng)通信,節(jié)�(diǎn)定期偵聽(tīng)信道,接收Beacon幀。在�(méi)有數(shù)�(jù)�(fā)送和接收�(shí)�(jìn)入休眠轉(zhuǎn)�(tái),協(xié)�(diào)器(Coordinator)緩存發(fā)往休眠節(jié)�(diǎn)的數(shù)�(jù),定期發(fā)送Beacon幀,幀攜帶這些�(shù)�(jù)的目的節(jié)�(diǎn)地址,節(jié)�(diǎn)�(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)�(diǎn)�(fā)送ACK幀,隨后發(fā)送緩存的�(shù)�(jù),在收到�(shù)�(jù)之后,節(jié)�(diǎn)向協(xié)�(diào)器發(fā)送ACK幀�

  �(wú)線傳感器�(wǎng)�(luò)MAC�(xié)議分�(lèi)——S-MAC�(xié)�

  S-MAC(Sensor-MAC)協(xié)議是較早的針�(duì)WSN的一種MAC�(xié)�,他是在802.11MAC的基�(chǔ)上,采用下面介紹的多種機(jī)制來(lái)減少了節(jié)�(diǎn)能量的消�。固定周期性的偵聽(tīng)和睡眠:為了減少能量的消牦,傳感�">傳感器節(jié)�(diǎn)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(tīng)。為了使得S-MAC�(xié)議具有良好的�(kuò)展性,在覆蓋網(wǎng)�(luò)中形成眾多不同的虛擬��

  消息傳遞技�(shù):對(duì)于無(wú)線信�,傳輸差�(cuò)與包�(zhǎng)度成正比,短包成功傳�?shù)母怕室笥陂L(zhǎng)�。在S-MAC�(xié)議中消息傳遞技�(shù)將長(zhǎng)消息分成若干短包,利用RTS/CTS握手�(jī)�,一次性發(fā)送整�(gè)�(zhǎng)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(tīng)�(jī)制:傳感�">傳感器節(jié)�(diǎn)在與鄰居節(jié)�(diǎn)通信�(jié)束后不立即�(jìn)入睡眠狀�(tài),而保持偵�(tīng)一段時(shí)間,采用流量自適�(yīng)偵聽(tīng)�(jī)�,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�(jī)制的引入,使得網(wǎng)�(luò)的傳輸延遲增�,吞吐量下降。針�(duì)S-MAC�(xié)議存在的不足,研究人員對(duì)其�(jìn)行了改�(jìn),提出了一種帶有自適應(yīng)睡眠的S-MAC�(xié)��

  �(wú)線傳感器�(wǎng)�(luò)MAC�(xié)議分�(lèi)——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(jī)�,不同的是在節(jié)�(diǎn)活動(dòng)的時(shí)隙內(nèi)插入了一�(gè)TA(Time Active)時(shí)隙,若TA�(shí)隙之間沒(méi)有任何時(shí)間發(fā)�,則活動(dòng)�(jié)束�(jìn)入睡眠狀�(tài)。TA的取值對(duì)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(jìng)�(zhēng)信道�(shí)�,R為發(fā)送RTS分組的時(shí)間,T為RTS分組�(jié)束到�(fā)出CTS分組�(kāi)始的�(shí)�。在仿真的時(shí)候,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�(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)中,MAC�(xié)議都被廣泛地�(yīng)用。在傳統(tǒng)局域網(wǎng)中,各種傳輸介質(zhì)的物理層�(duì)�(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(wèn)控制方式;而在�(wú)線局域網(wǎng)�,MAC所�(duì)�(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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