传感网络技术-宁波大学.PDF

第五章 MAC协议 传感⺴络技术 宁波⼤学信息科学与⼯程学院 Ver 2012 一、无线传感器网络MAC协议的分类 针对不同的传感器网络应用，MAC协议一般可以按照下列几种 方式进行分类。 1．信道数 ： 一/ 多个 单 2．信道分配方式 ：固定/随机 3．节点的工作方式 ：多种 4．控制方式 ：分布/集中 二、关 技 键 术 q MAC协议（medium access control ，MAC ） Ø  决定无线信道的使用方式，是保证网络高效通信的关键网络协议之一。 Ø  控制传感器节点的通信过程和工作模式，构建WSN底层的基础结构。 MAC是WSN设计和研究的主要技术难点之一。基于WSN的低功耗、自组织等要 求，在设计MAC协议时应考虑。 q  MAC协议的设计应解决的问题和原则 重要性依次下降，和WIFI刚好相反 q  MAC协议设计原则一：节省能量或降低能耗 Ø  采用竞争方式使用共享的无线信道，会引起多个节点之间发送的数据 产生碰撞。 Ø  串音（overhearing ）现象造成节点的无线接收模块和处理器模块消 耗更多的能量。 Ø  空闲侦听（idle listening）造成节点能量的浪费。 Ø  信道分配时控制消息过多，会消耗较多的网络能量。 q  MAC协议设计原则二：自组织和可扩展性 Ø  节点数目的变化 Ø  节点移动导致拓扑结构的变化 q  MAC协议设计原则三：网络效率 Ø  公平性 Ø  实时性 Ø  网络吞吐量 Ø  带宽利用率 结论 ： 设计MAC协议应具有低能耗、可扩展 等特点，并且在设计过程中根据不同应用 需要，要考虑实时性、吞吐量、带宽利用率 和公平性，同时又要解决降低功耗而采用 的休眠机制所引起的通信延时、同步通信 等问题。 三、 IEEE 802.11协议 无线节点1 无线节点1 无线节点4 无线节点2 无线节点4 无线节点2 无线节点3 AP 无线节点3 图 5-1 Ad Hoc 网络 图 5-2 基础结构网络 无线节点1 无线节点2 FTP IP 无线节点3 无线节点4 AP Internet 服务器 防火墙 Web 无线节点5 无线节点6 无线局域网 有线网 扩展服务集网络 IEEE 802.1l 协议MAC层的工作模式 IEEE 802.11 族 准采用CSMA/CA机制， 机制可以利用握