无线传感器网络信道接入概述
发布时间:2012/3/27 20:31:54 访问次数:2080
在无线传感器网络中，74VHC123AMTCX无线信道的使用方式是由媒体访问控制( MAC)协议决定的，为了能够使传感器节点合理分配通信资源，避免众多节点在同一时间发射信号时产生碰撞冲突，对于信道接入技术的研究也越来越多。目前，对大多数传感器硬件而言，无线通信模块是传感器节点能量的主要消耗者，而MAC予层直接与物理层连接，即MAC协议直接控制着无线射频收发器的活动，决定何时发送数据或接收数据，所以MAC协议节能效率的好坏将严重影响网络的生命周期。
传感器节点的能量、存储、计算、通信带宽等资源有限，因而单个传感器节点的处理能力通常比较弱。无线传感器网络的强大功能需要众多节点密切协作才能实现。局部范围内的多点通信需要MAC协议协调节点间的无线信道分配，以高效的支持在整个网络范围内的路由选择与通信路径的正确连通。在设计无线传感器网络的MAC协议时，需要着重考虑以下几个方面。
①能源有效性。WSN的基本特征就是能量的局限性。在WSN中，无线通信是传感器能量的主要消耗。MAC协议要尽可能地节约能源，如减少冲突和串音、最小化控制开销、降低占空比和尽量避免长距离通信。协议中还应包括折中机制，使用户可以在节能和提高吞吐量、降低延迟之间做出选择。另外，可利用多个频卒段来减少传输时间，在节点处于空闲或完成阶段把无线电转为低功耗睡眠模式，避免在活跃和睡眠状态的额外转变以节省无线传输能量。由于目前节点的能量供应问题并没有得到很好解决，传感器节点本身能量不能自动补充或补充不足，节约能量成为传感器网络MAC协议设计首要考虑的因素。
②可扩展性。通常大部分处于无人照看模式的传感器网络应用都部署大量的节点，并且在传感器网络生存期中存在节点数目、分布密度的不断变化、节点位置的移动以及新节点的加入等问题，所以无线传感器网络的拓扑结构具有动态性。因此，需要MAC协议具有可扩展性，以适应这种动态变化的拓扑结构。
③性能的综合测评。MAC协议的设计需要在多种性能间取得平衡。各项性能包括网络的公平性、实时性、网络吞吐量、带宽利用率等方面。各性能间的平衡往往比单个性能更重要。因为一个不平衡的协议即使某一环境下表现好，很可能在另一环境表现很差。比如，一个协议如果太频繁地关闭无线收发装置来节能，不仅使实时性和可靠性受到影响，包丢失引起的重传也会反过来影响节能的效果。
④分布式算法。由于传感器节点计算能力和存储能力受限，需要众多节点协同来完成某项应用任务，所以MAC协议运行分布式的算泫可以更有效地避免由某些节点的失效造成网络瘫痪等现象发生。
⑤可靠性。可靠性包括无错误链路的仔细选择、对数据包的检测和修复等。在无线网络中，包丢失主要是由缓冲器溢出和信号干扰造成的。避免缓冲器溢出是由路由和MAC协议共同担负的责任。可利用路由间均衡负载以减少达到转寄节点流量缓冲器的最大容量可能性，并利用MAC协议保证缓冲器管理机制的发送数据流的服务速率。因信号干扰而导致的包丢失可以通过使用高传输功率和阻止节点间媒介接入的竞争来减少。
综上所述，对于无线传感器网络信道接入的研究，其关键就是设计出优秀的MAC协议。要在这些衡量的标准中取得一个很好的平衡，这比单个性能的提高更重要，因为传感器网络是面向应用的，所以本书针对用户不同的应用需求将传感器网络的MAC协议分为3个大类。
①基于竞争的MAC协议。即节点在需要发送数据时采用某种机制随机的使用无线信 道，这就要求在设计的时候必须要考虑到如果发送的数据发生冲突，采用何种冲突避免策略来重发，直到所有重要的数据都能成功发送出去。
②基于固定分配的MAC协议。即节点发送数据的时刻和持续时间是按照协议规定的标准来执行，这样以来就避免了冲突，不需要担心数据在信道中发生碰撞所造成的丢包问题。目前，比较成熟的机制是时分复用( TDMA)。
③基于按需分配的MAC协议。即根据节点在网络中所承担数据量的大小来决定其占用信道的时间。目前，主要有点协调(PCF)和无线令牌环控制协议(WTRP)两种方式。
传感器节点的能量、存储、计算、通信带宽等资源有限，因而单个传感器节点的处理能力通常比较弱。无线传感器网络的强大功能需要众多节点密切协作才能实现。局部范围内的多点通信需要MAC协议协调节点间的无线信道分配，以高效的支持在整个网络范围内的路由选择与通信路径的正确连通。在设计无线传感器网络的MAC协议时，需要着重考虑以下几个方面。
①能源有效性。WSN的基本特征就是能量的局限性。在WSN中，无线通信是传感器能量的主要消耗。MAC协议要尽可能地节约能源，如减少冲突和串音、最小化控制开销、降低占空比和尽量避免长距离通信。协议中还应包括折中机制，使用户可以在节能和提高吞吐量、降低延迟之间做出选择。另外，可利用多个频卒段来减少传输时间，在节点处于空闲或完成阶段把无线电转为低功耗睡眠模式，避免在活跃和睡眠状态的额外转变以节省无线传输能量。由于目前节点的能量供应问题并没有得到很好解决，传感器节点本身能量不能自动补充或补充不足，节约能量成为传感器网络MAC协议设计首要考虑的因素。
②可扩展性。通常大部分处于无人照看模式的传感器网络应用都部署大量的节点，并且在传感器网络生存期中存在节点数目、分布密度的不断变化、节点位置的移动以及新节点的加入等问题，所以无线传感器网络的拓扑结构具有动态性。因此，需要MAC协议具有可扩展性，以适应这种动态变化的拓扑结构。
③性能的综合测评。MAC协议的设计需要在多种性能间取得平衡。各项性能包括网络的公平性、实时性、网络吞吐量、带宽利用率等方面。各性能间的平衡往往比单个性能更重要。因为一个不平衡的协议即使某一环境下表现好，很可能在另一环境表现很差。比如，一个协议如果太频繁地关闭无线收发装置来节能，不仅使实时性和可靠性受到影响，包丢失引起的重传也会反过来影响节能的效果。
④分布式算法。由于传感器节点计算能力和存储能力受限，需要众多节点协同来完成某项应用任务，所以MAC协议运行分布式的算泫可以更有效地避免由某些节点的失效造成网络瘫痪等现象发生。
⑤可靠性。可靠性包括无错误链路的仔细选择、对数据包的检测和修复等。在无线网络中，包丢失主要是由缓冲器溢出和信号干扰造成的。避免缓冲器溢出是由路由和MAC协议共同担负的责任。可利用路由间均衡负载以减少达到转寄节点流量缓冲器的最大容量可能性，并利用MAC协议保证缓冲器管理机制的发送数据流的服务速率。因信号干扰而导致的包丢失可以通过使用高传输功率和阻止节点间媒介接入的竞争来减少。
综上所述，对于无线传感器网络信道接入的研究，其关键就是设计出优秀的MAC协议。要在这些衡量的标准中取得一个很好的平衡，这比单个性能的提高更重要，因为传感器网络是面向应用的，所以本书针对用户不同的应用需求将传感器网络的MAC协议分为3个大类。
①基于竞争的MAC协议。即节点在需要发送数据时采用某种机制随机的使用无线信 道，这就要求在设计的时候必须要考虑到如果发送的数据发生冲突，采用何种冲突避免策略来重发，直到所有重要的数据都能成功发送出去。
②基于固定分配的MAC协议。即节点发送数据的时刻和持续时间是按照协议规定的标准来执行，这样以来就避免了冲突，不需要担心数据在信道中发生碰撞所造成的丢包问题。目前，比较成熟的机制是时分复用( TDMA)。
③基于按需分配的MAC协议。即根据节点在网络中所承担数据量的大小来决定其占用信道的时间。目前，主要有点协调(PCF)和无线令牌环控制协议(WTRP)两种方式。
在无线传感器网络中，74VHC123AMTCX无线信道的使用方式是由媒体访问控制( MAC)协议决定的，为了能够使传感器节点合理分配通信资源，避免众多节点在同一时间发射信号时产生碰撞冲突，对于信道接入技术的研究也越来越多。目前，对大多数传感器硬件而言，无线通信模块是传感器节点能量的主要消耗者，而MAC予层直接与物理层连接，即MAC协议直接控制着无线射频收发器的活动，决定何时发送数据或接收数据，所以MAC协议节能效率的好坏将严重影响网络的生命周期。
传感器节点的能量、存储、计算、通信带宽等资源有限，因而单个传感器节点的处理能力通常比较弱。无线传感器网络的强大功能需要众多节点密切协作才能实现。局部范围内的多点通信需要MAC协议协调节点间的无线信道分配，以高效的支持在整个网络范围内的路由选择与通信路径的正确连通。在设计无线传感器网络的MAC协议时，需要着重考虑以下几个方面。
①能源有效性。WSN的基本特征就是能量的局限性。在WSN中，无线通信是传感器能量的主要消耗。MAC协议要尽可能地节约能源，如减少冲突和串音、最小化控制开销、降低占空比和尽量避免长距离通信。协议中还应包括折中机制，使用户可以在节能和提高吞吐量、降低延迟之间做出选择。另外，可利用多个频卒段来减少传输时间，在节点处于空闲或完成阶段把无线电转为低功耗睡眠模式，避免在活跃和睡眠状态的额外转变以节省无线传输能量。由于目前节点的能量供应问题并没有得到很好解决，传感器节点本身能量不能自动补充或补充不足，节约能量成为传感器网络MAC协议设计首要考虑的因素。
②可扩展性。通常大部分处于无人照看模式的传感器网络应用都部署大量的节点，并且在传感器网络生存期中存在节点数目、分布密度的不断变化、节点位置的移动以及新节点的加入等问题，所以无线传感器网络的拓扑结构具有动态性。因此，需要MAC协议具有可扩展性，以适应这种动态变化的拓扑结构。
③性能的综合测评。MAC协议的设计需要在多种性能间取得平衡。各项性能包括网络的公平性、实时性、网络吞吐量、带宽利用率等方面。各性能间的平衡往往比单个性能更重要。因为一个不平衡的协议即使某一环境下表现好，很可能在另一环境表现很差。比如，一个协议如果太频繁地关闭无线收发装置来节能，不仅使实时性和可靠性受到影响，包丢失引起的重传也会反过来影响节能的效果。
④分布式算法。由于传感器节点计算能力和存储能力受限，需要众多节点协同来完成某项应用任务，所以MAC协议运行分布式的算泫可以更有效地避免由某些节点的失效造成网络瘫痪等现象发生。
⑤可靠性。可靠性包括无错误链路的仔细选择、对数据包的检测和修复等。在无线网络中，包丢失主要是由缓冲器溢出和信号干扰造成的。避免缓冲器溢出是由路由和MAC协议共同担负的责任。可利用路由间均衡负载以减少达到转寄节点流量缓冲器的最大容量可能性，并利用MAC协议保证缓冲器管理机制的发送数据流的服务速率。因信号干扰而导致的包丢失可以通过使用高传输功率和阻止节点间媒介接入的竞争来减少。
综上所述，对于无线传感器网络信道接入的研究，其关键就是设计出优秀的MAC协议。要在这些衡量的标准中取得一个很好的平衡，这比单个性能的提高更重要，因为传感器网络是面向应用的，所以本书针对用户不同的应用需求将传感器网络的MAC协议分为3个大类。
①基于竞争的MAC协议。即节点在需要发送数据时采用某种机制随机的使用无线信 道，这就要求在设计的时候必须要考虑到如果发送的数据发生冲突，采用何种冲突避免策略来重发，直到所有重要的数据都能成功发送出去。
②基于固定分配的MAC协议。即节点发送数据的时刻和持续时间是按照协议规定的标准来执行，这样以来就避免了冲突，不需要担心数据在信道中发生碰撞所造成的丢包问题。目前，比较成熟的机制是时分复用( TDMA)。
③基于按需分配的MAC协议。即根据节点在网络中所承担数据量的大小来决定其占用信道的时间。目前，主要有点协调(PCF)和无线令牌环控制协议(WTRP)两种方式。
传感器节点的能量、存储、计算、通信带宽等资源有限，因而单个传感器节点的处理能力通常比较弱。无线传感器网络的强大功能需要众多节点密切协作才能实现。局部范围内的多点通信需要MAC协议协调节点间的无线信道分配，以高效的支持在整个网络范围内的路由选择与通信路径的正确连通。在设计无线传感器网络的MAC协议时，需要着重考虑以下几个方面。
①能源有效性。WSN的基本特征就是能量的局限性。在WSN中，无线通信是传感器能量的主要消耗。MAC协议要尽可能地节约能源，如减少冲突和串音、最小化控制开销、降低占空比和尽量避免长距离通信。协议中还应包括折中机制，使用户可以在节能和提高吞吐量、降低延迟之间做出选择。另外，可利用多个频卒段来减少传输时间，在节点处于空闲或完成阶段把无线电转为低功耗睡眠模式，避免在活跃和睡眠状态的额外转变以节省无线传输能量。由于目前节点的能量供应问题并没有得到很好解决，传感器节点本身能量不能自动补充或补充不足，节约能量成为传感器网络MAC协议设计首要考虑的因素。
②可扩展性。通常大部分处于无人照看模式的传感器网络应用都部署大量的节点，并且在传感器网络生存期中存在节点数目、分布密度的不断变化、节点位置的移动以及新节点的加入等问题，所以无线传感器网络的拓扑结构具有动态性。因此，需要MAC协议具有可扩展性，以适应这种动态变化的拓扑结构。
③性能的综合测评。MAC协议的设计需要在多种性能间取得平衡。各项性能包括网络的公平性、实时性、网络吞吐量、带宽利用率等方面。各性能间的平衡往往比单个性能更重要。因为一个不平衡的协议即使某一环境下表现好，很可能在另一环境表现很差。比如，一个协议如果太频繁地关闭无线收发装置来节能，不仅使实时性和可靠性受到影响，包丢失引起的重传也会反过来影响节能的效果。
④分布式算法。由于传感器节点计算能力和存储能力受限，需要众多节点协同来完成某项应用任务，所以MAC协议运行分布式的算泫可以更有效地避免由某些节点的失效造成网络瘫痪等现象发生。
⑤可靠性。可靠性包括无错误链路的仔细选择、对数据包的检测和修复等。在无线网络中，包丢失主要是由缓冲器溢出和信号干扰造成的。避免缓冲器溢出是由路由和MAC协议共同担负的责任。可利用路由间均衡负载以减少达到转寄节点流量缓冲器的最大容量可能性，并利用MAC协议保证缓冲器管理机制的发送数据流的服务速率。因信号干扰而导致的包丢失可以通过使用高传输功率和阻止节点间媒介接入的竞争来减少。
综上所述，对于无线传感器网络信道接入的研究，其关键就是设计出优秀的MAC协议。要在这些衡量的标准中取得一个很好的平衡，这比单个性能的提高更重要，因为传感器网络是面向应用的，所以本书针对用户不同的应用需求将传感器网络的MAC协议分为3个大类。
①基于竞争的MAC协议。即节点在需要发送数据时采用某种机制随机的使用无线信 道，这就要求在设计的时候必须要考虑到如果发送的数据发生冲突，采用何种冲突避免策略来重发，直到所有重要的数据都能成功发送出去。
②基于固定分配的MAC协议。即节点发送数据的时刻和持续时间是按照协议规定的标准来执行，这样以来就避免了冲突，不需要担心数据在信道中发生碰撞所造成的丢包问题。目前，比较成熟的机制是时分复用( TDMA)。
③基于按需分配的MAC协议。即根据节点在网络中所承担数据量的大小来决定其占用信道的时间。目前，主要有点协调(PCF)和无线令牌环控制协议(WTRP)两种方式。
上一篇：频率的选择
上一篇：基于竞争的信道接入技术
相关技术资料- 3-27无线传感器网络信道接入概述
热门点击
- GAFT和TopDisc
- 功率控制技术
- ZigBee协议栈
- 无线传感器网络安全防护技术
- 无线传感器网络安全问题概述
- ADC动态范围
- PEGASIS及 Hierarchical-
- 基于12位ADC的低功耗信号调理电路
- 无线传感器网络信道接入概述
- 路由协议设计的关键问题
推荐技术资料
- 泰克新发布的DSA830
- 泰克新发布的DSA8300在一台仪器中同时实现时域和频域分析，DS... [详细]
公网安备44030402000607
