无线传感器网络S-MAC协议的分析与算法改进

无线传感器网络(WSN)使用灵活,移动性强,架设便捷,应用范围非常广泛。媒体访问控制(MAC)协议是保证无线传感器网络高效通信的关键网络协议之一。重点分析了WSN中基于竞争的典型MAC协议——S-MAC协议。针对S-MAC协议中采用的退避算法不能良好地解决节点通信公平性等问题,提出了BDQR退避算法。实验结果表明,该算法有效地提高了节点通信公平性,降低了信道的碰撞,延长了网络的生命周期。

无线传感器网络S-MAC协议能量有效性改进

针对无线传感器网络中节点能量受限的特点,对目前典型的无线传感器网络信道接入协议(S-MAC)的休眠机制进行了改进。改进后的协议(ES-MAC)根据传感/转发事件发生间隔的变化而自适应调整各节点的休眠时长以节省空闲监听的能量消耗,从而延长整个网络的生存时间。仿真结果表明,在传感/转发事件发生间隔较长的情况下,改进后的协议能够很好地工作,并提高了原协议的能量有效性。

低丢包率无线传感器网络S-MAC协议的研究

针对S-MAC协议的层间丢包问题,利用缓存队列原理提出了一种简化通信数据分组格式的S-MAC协议优化改进方案。结合TinyOS的主动消息机制在Mica2节点上实现了改进的S-MAC协议,并对MAC层的丢包率进行了测试。实验测试结果表明,优化改进后S-MAC协议较标准S-MAC协议在MAC层的丢包率上有明显的降低,提高了网络性能。

基于S-MAC的媒体访问控制协议的研究

媒体访问控制协议是目前无线传感器网络中的一个研究热点。本文在分析无线传感器网络S-MAC协议的基础上,对近几年提出的几种基于S-MAC的媒体访问控制协议进行了深入研究,并通过仿真对其性能进行了分析比较。

适用于S-MAC协议的自适应随机退避机制研究

S-MAC协议通过周期性睡眠侦听机制来减少无线传感器网络中节点能量的消耗,但是其在随机退避过程中使用固定竞争窗口,使其在节点碰撞的避免、节点间公平性以及吞吐率上有所欠缺。针对S-MAC的以上不足,基于二进制指数退避算法(BEB)提出自适应指数随机退避算法(AD-BEB)。AD-BEB算法引入了信道竞争能力参数和网络拥挤参数,根据这两个参数对竞争窗口进行调整,并且窗口的调整经过两个阶段来完成。仿真结果表明,AD-BEB算法能够有效地减少节点的碰撞次数,增加网络的吞吐率和节点的公平性。

一种基于自适应退避窗口的S-MAC协议改进算法研究

在分析S-MAC协议的工作过程以及退避算法的基础上,针对二进制指数退避机制的缺点进行了改进。通过当前退避窗口值和信道忙计数器来反映当前信道的拥塞状况,使节点自适应地调节退避窗口的大小以减少再次碰撞。仿真结果表明,改进后的S-MAC在高速网络环境中提高了网络的吞吐率,并且减少了能量损耗,表现出更好的网络性能。

基于数据和能量优先等级改进WSN中S-MAC协议的研究

通过扩展IEEE 802.11的数据帧,结合数据和能量优先等级对S-MAC协议进行改进,解决数据优先等级的携带问题.发送数据时,根据发送数据和能量的优先等级及网络负载情况,节点调整竞争窗口,使网络高优先等级数据优先发送,低优先级的数据延迟发送,减少碰撞.采用NS2仿真实验平台,对改进协议仿真测试.结果表明,改进后的S-MAC协议对高优先等级数据传输时延明显降低,均衡了网络负载,延长了网络生存时间.

基于无线传感器网络S-MAC协议的研究

无线传感器网络是由大量的微小节点通过无线通信技术组成的自组织网络。本文以无线传感器网络MAC层协议研究为背景,根据无线传感器网络MAC层协议的设计要求,分析了S-MAC协议的4个主要机制,并使用TinyOS操作系统中Avrora仿真平台仿真实现S-MAC协议,仿真研究表明了S-MAC协议性能的优越性。

S-MAC协议的能量消耗分析

WSN由大量带有有限功率源的传感器设备组成。在这种基于电池限制的有限功率要求的情况下,能耗是为设计传感器网络应用的关键问题。为评估能量消耗,S-MAC提出一个分析模型。在不同流量条件下,WSN中的S-MAC为独特的网络拓扑开发了一个能量消耗分析。提出的模型能指导设计者评估能耗和决定符合的主要因素。

一种结合业务区分的S-MAC协议

针对无线传感器网络中S-MAC协议没有考虑网络的QoS性能问题，本文提出了一种结合业务区分的S-MAC协议,令优先级不同的节点获得不同的接入信道概率，提高了传感器网络的QoS性能。仿真结果显示，改进后的S-MAC协议确实提高了网络的QoS性能。

一种针对无线传感器网络的MAC协议：S-MAC

无线传感器网络是最新产生的一种面向特定应用的网络系统,它产生的得益于无线通信技术和电路集成技术的发展。利用大量的低成本、体积、功能的传感器对环境进行监控,改变了传统的监控方式,具有很广泛的应用前景。文中着重介绍了一种针对无线传感器网络的MAC协议：S-MAC。

无线传感器网络S-MAC协议的节能改进

无线传感器网络S-MAC协议中,节点之间的同步侦听与睡眠机制使得不需要发送和接收数据的节点过早醒来,参与到侦听信道的活动当中,增加了节点能量的消耗。文章针对这一问题,提出了一种改进方案;通过同步RTS发送的机制,有效地减少了节点的空闲侦听时间,节省了网络能量的消耗;并通过仿真实验证明了该方案的有效性。

无线传感器网络S-MAC协议的改进

在无线传感器网络中,基于竞争的S-MAC协议存在无法使节点的活动时间根据通信负载动态变化以及节点休眠带来的延迟问题。本文结合T-MAC协议和D-MAC协议,提出了自己针对这些问题的改进方法。仿真结果证明,提出的改进方法不仅能够使节点的活动时间适应通信负载的动态变化,还能够极大地减少节点休眠带来的延迟。

无线传感器网络S-MAC协议分析

S-MAC协议是WeiYe等人在IEEE802.11协议的基础上,针对WSNs网络能量有效性而提出的一种专用于WSNs网络的节能协议。S-MAC协议主要使用三种新技术来减少能耗:节点周期性的休眠,邻节点形成虚拟簇在休眠制度上自同步,以及利用消息传递机制来发送长包,减少竞争反应时间。本文将对无线传感网络(WSNs)的节点能耗问题进行讨论,并对无线传感器网络MAC层节能协议进行分析。

WSN中S-MAC协议的能量消耗分析及改进

S-MAC协议是针对无线传感器网络的MAC协议。本文对协议中的节点能量消耗问题进行了详细地分析,从而推导出节点工作时各因素对能量消耗的影响。针对S-MAC的能量节省是以高延迟为代价;网络节点所分配的统一占空比使得传感器网络不能很好的适应网络流量变化的缺陷,提出了节点利用率这个概念。根据节点间利用率不相同的特点,为各节点分配带有不同占空比的周期性侦听机制,并采用动态分配占空比的方法来适应网络的变化。结果显示:通过这些改进达到了能量消耗和延迟的平衡,从而使S-MAC进一步得到优化。

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.

基于流量自适应的S-MAC协议的优化

S-MAC(sensor-MAC)是经典的基于竞争的无线传感器网络MAC层协议.协议采用固定占空比的侦听、休眠机制,节点拥有相同的竞争窗口值,很符合无线传感器网络对MAC层协议节能、简单的要求;然而,固定的占空比和竞争窗口使S-MAC无法适应网络流量的变化.文中引入队列信息,依此判定网络流量的大小,对S-MAC协议进行优化.当流量大时,通过修改休眠时间来调整占空比.同时引入竞争窗口调节算法,以减小流量大时发生碰撞的概率,提高效率.通过NS2仿真证明在网络流量大时,优化的协议在性能上得到了提升.

一种节点任务活动状态感知的改进型S-MAC协议

S-MAC协议设计的主要目标是减少能量消耗。该协议具有良好的扩展性,不要求严格的时间同步,但它也存在着节点活动时间无法根据通信负载动态变化和节点休眠带来的延迟问题。提出一种基于节点任务活动状态感知的MAC协议,通过收集节点自身和相邻节点的任务活动状态来估算无线传感器网络的网络负载,并根据网络负载来确定节点进行信道访问的概率,以此来提高能量效率和吞吐量。仿真结果表明:提出的改进方法可以减少能量消耗,并通过消除不必要的碰撞来提高网络的吞吐量。

水声通信网络S-MAC协议的研究

水声通信网络(Underwater Acoustic Communication Networks,UACN)是近年来发展迅速的通信网络技术领域之一。在水声环境中,能量受限是需要解决的主要问题,而媒体接入控制(Media Access Control,MAC)是水声网络设计的关键部分,同时也是节点能量消耗的主要原因。S-MAC协议作为最具代表性的MAC层协议在节能上有着较好的表现,但S-MAC协议仍然存在一些不足。针对S-MAC协议存在的问题,论文在其基础上进行了改进,并对改进后的协议进行实验仿真。仿真实验结果表明,改进后的S-MAC协议不仅有效降低了能耗,而且在吞吐量、时延方面也有较好的表现。

S-MAC与IEEE802.15.4的MAC层信道利用效率研究

提出一种计算MAC层信道利用效率的方法,从成帧效率、信道共享效率和冲突避免三个方面建立模型,对无线传感网络MAC层应用协议S-MAC和IEEE802.15.4进行计算分析,并将此两种协议的信道利用效率与IEEE802.11的信道利用效率进行对比,结合软件仿真说明S-MAC与IEEE802.15.4两种协议的适用范围.