异构无线传感器网络跨层MAC协议研究现状

在异构无线传感器网络(HWSN)中,节点异构性、链路异构性和网络协议异构性使得介质访问控制协议(简称MAC协议)的研究备受关注.为提升HWSN整体性能,跨层协议设计理论及方法应运而生.但目前关于HWSN跨层MAC协议的研究仍处于起步阶段,实际应用于HWSN的跨层MAC协议尚不成熟.针对当前HWSN中主要的跨层MAC协议进行了总结、分类和比较,并从信道访问策略和跨涉层次等方面选取了较典型的协议进行详细分析,旨在为HWSN跨层MAC协议的进一步研究提供参考,并为相关研究工作提供一定的借鉴.     

无线传感器网络MAC层协议研究综述

综合了计算技术、通信技术、传感器技术而形成的无线传感器网络是一种全新的信息获取和处理技术。在过去的几年间,关于无线传感器网络MAC层协议的研究一直受到众人的关注。相关的著作也提出了一系列的MAC层协议,常见的有S-MAC、WiseMAC、T-MAC、D-MAC等。文章中首先列举出在设计MAC层协议时所需要考虑的一些关键的特性,然后具体描述各种MAC协议,并指出它们的优缺点,最后指出未来MAC层协议的研究方向。     

一种节能的无线传感器网络跨层结构

提出一种节能的无线传感器网络跨层结构(TEPA).TEPA采用跨层设计,在网络层和MAC层之间交互信息以实现高效率的数据传输.TEPA结合了网络的邻居拓扑信息和路由信息,使用微分进化算法(DE)优化MAC层的TDMA时隙配置,减少了数据汇聚树上各分枝之间的冲突,并且加速了单个分枝路径上数据的传递,既节约能量又降低延迟.与以往的协议不同,TEPA根据吞吐量和延迟在不同负载下的折衷找到了最优而非最短的TDMA调度时间表长度.仿真验证了TEPA在能耗与延迟方面的改善.     

无线传感器网络MAC协议的研究

无线传感器网络（WSN）由于其巨大的应用潜力成为近年来研究者们广泛关注的热点。本文介绍了无线传感器网络的概念,对协议通信层中MAC协议目前的研究重点和研究现状进行了分析研究。     

一种水下无线传感网络中节能跨层路由协议

为了提高水下无线传感器网络(Underwater Wireless Sensor Network,UWSN)的能量有效性,对节能路由策略进行研究.当给定源宿节点距离,通过多跳中继转发数据时,证明了一定存在能量最优的中继跳距.提出了一种节能的路由协议,节点通过适当的信息交换来获取邻居信息而不必知道全局信息,基于跨层设计的思想,在物理层根据反馈信息和最优跳距分配不同的功率级,在网络层寻找与理想路径临近的节点作为下一跳节点.仿真结果表明,该协议相对于FBR、VBF和DFR路由协议消耗更少的能量.     

多radio无线mesh网络跨层路由协议

与传统的无线多跳网络不同,多radio无线mesh网络的路由器是固定的,节点具有异构性。提出一种协作的异构多radio无线mesh系统路由设计模型,该路由协议模型按路由发现过程,分4个子模块,分别为半同步式邻居发现机制r、adio异构刻画的路由metric、分层的信息发布模型、满足业务需求的路由算法。该路由协议模型对多radio的异构性进行了刻画,采用分层协作方式共享网络拓扑信息。实验证明这种适应异构无线环境的跨层路由设计方案比传统方案更符合用户需求。     

无线传感器网络数据传输协议的研究

通过对无线传感器网络典型应用结构及现有协议的分析，本文给出了一种较为简单的适用于小型无线传感器网络的通信协议，对通信数据格式及数据传输流程进行了较为详细的定义。为进一步验证协议性能，设计了一个小型的无线传感器网络实验系统，并在此系统上完成了对所堡过通信协蠼的验证，实验结果表明了本文所给出协议的有效性。     

无线异构传感器网络泥石流监测系统概述

通过描述几种典型通用的泥石流监测方法,逐步引入基于无线传感器网络的泥石流监测技术,分别从传感器、节点、传输协议、系统建模、实现原理等方面对比论述无线异构传感器网络应用于泥石流监测系统的设计、实施和扩展,在此基础上提出了异构无线传感器网络应用于泥石流监测时面临的系列关键问题．希望通过归纳汇总可为无线传感器网络、异构传感器网络、泥石流实时监测和预警方法的基础理论研究和应用基础研究提供有价值的参考．     

无线异构传感器网络泥石流监测系统概述

通过描述几种典型通用的泥石流监测方法,逐步引入基于无线传感器网络的泥石流监测技术,分别从传感器、节点、传输协议、系统建模、实现原理等方面对比论述无线异构传感器网络应用于泥石流监测系统的设计、实施和扩展,在此基础上提出了异构无线传感器网络应用于泥石流监测时面临的系列关键问题.希望通过归纳汇总可为无线传感器网络、异构传感器网络、泥石流实时监测和预警方法的基础理论研究和应用基础研究提供有价值的参考.     

一种面向分簇无线传感器网络的多信道跨层协议

针对工业测控对传感器网络抗干扰性及通信实时性的要求,提出了一种面向分簇无线传感器网络的多信道跨层协议.该协议在簇内采用多信道配合时分复用机制,并通过高容忍度信道切换算法实时评估信道质量和自适应切换信道,以减小相邻簇和相邻频段协议的干扰,在簇间引入链路Q值评价路径状况,采用基于概率转发的多路径机制平衡网内数据流量,并控制和缓解拥塞,以减小数据流量大或变化快时因拥塞造成的丢包.该协议将簇内多信道和簇间多路径2种机制相结合以提升网络性能.仿真结果表明,相比传统的分簇协议,该协议能有效抵抗干扰并控制和缓解簇间拥塞,且可缩短约22％的簇间延时.     

一种实时无线传感器网络路由协议

针对传感器网络的特点,提出了一种具有实时性的路由协议.该路由协议可以保证端到端的数据传输具有确定的最大时延.该协议采用基于地理位置的数据转发,相邻传感器节点之间定时交换信息,使用无状态单跳延迟保证转发策略,实现了端到端数据传输的实时性保证.当网络某处发生拥塞时,采用后退重新路由策略,实现了对网络拥塞的自适应性.仿真结果显示该实时协议是可行的和有效的,能满足传感器网络实时性应用的需要.     

一种无线传感器网络低延时信道接入协议

针对无线传感器网络S-MAC协议中的延时问题,提出并设计了一种新型的MAC协议——LD-MAC协议。该协议采用提前预约多跳传输节点的方法,实现数据分组的快速转发,减少数据分组在网络中的延时,在一定程度上解决了节点早睡的发生。同时由于数据分组的快速转发,减少了节点的能耗。仿真实验表明:LD-MAC协议能够较好地降低能量消耗和数据传输延时。     

无线传感器网络研究

从无线传感器网络的概念、发展历程和特点,剖析了其节点以及网络体系结构、算法和协议等研究热点,并对广泛的应用领域做了描述。     

一种自适应的无线传感器网络MAC协议

提出了一种自适应的无线传感器网络MAC协议--AMAC.在已有的MAC协议中,节点通常采取周期性休眠以节省能量.但休眠的周期长度是固定的,因此在重载时网络吞吐量下降严重,轻载时又浪费能量.在AMAC中,节点的工作-休眠状态是随网络负载状况自适应变化的.经过理论分析及仿真试验结果显示,与已有的MAC协议相比,AMAC在轻载时能够节省30%的能量,在重载时能够提供两倍的网络吞吐量.     

无线传感器网络冲突自适应S-MAC协议

在无线传感器网络中,由于S-MAC协议的竞争窗口固定,导致其网络的适应性差．利用马尔可夫链数学模型对网络性能参数进行分析。并提出了一种冲突自适应S-MAC协议．新协议采用指数退避机制。并引入退避长度和信道忙计数器来估计当前信道的冲突概率,使节点自适应调整竞争窗口大小,提高网络性能．仿真结果表明,新协议不仅能很好适应网络流量变化．而且在能耗和吞吐量性能方面较S-MAC协议有明显改善．     

A Review on Wireless Mesh Networks

Wireless mesh networks (WMNs) are new kind of networking technology which facilitate the extension of wireless local area networks into wide areas and have emerged as a key technology for next-generation wireless networking.Due to the advantages of WMNs over other wireless networks,they are now a promising approach for future network access.Typical applications range from home broadband Internet access and community networking to wireless metropolitan area networks.Meanwhile,the considerable efforts in acad...     

基于I-ECDSA的无线传感器网络广播认证协议研究

分析了椭圆曲线密码体制应用于无线传感器网络的可行性,提出一种基于I-ECDSA的无线传感器网络广播认证协议.新协议充分利用ECDSA的优点,避免ECDSA签名和认证过程中复杂的求逆运算,同时借助一密一钥的加密特性,确保了协议的安全性和时效性.     

多输入多输出的异构无线传感器网络时分多址调度算法

针对基于多输入多输出技术的无线传感器网络中节点接入信道过程复杂、容易产生碰撞等问题,提出了采用异构无线传感器网络模型和基于该网络模型的集中式时分多址调度算法．网络模型中的节点分为普通节点和带有多天线的特殊节点,节点被分为多个簇,特殊节点担当簇头角色,且在特殊节点间建立树形路由．该网络模型有效解决了分配时隙时节点的传输方向性问题．基于该模型的时分多址算法首先根据特殊节点的冲突节点度大小为节点染色,然后根据节点的数据包数与距基站跳数的乘积确定节点分配时隙的先后次序．实验结果表明,该算法可以有效避免冲突,提高时隙利用率,具有时延小、吞吐量大、适用于基于多输入多输出技术的无线传感器网络等优点．     

基于节点流量的低能耗无线传感器网络MAC协议

根据传感器节点的生存时间取决于节点能量消耗的特点,设计了节能的MAC协议.提出了一种基于节点流量的低能耗无线传感器网络MAC协议TBEE-MAC(traffic-based energy efficient MAC).在TBEE-MAC中,节点采用周期性休眠机制来节省能量,提出了活动时间结构和基于节点流量的同步调度方式,在时间误差允许的范围内,调整了同步调度周期,减少了能量消耗.仿真显示,TBEE-MAC在提供低延时性能的基础上,能量有效性相对于S-MAC协议有很大提高.