无线传感网中一种基于伪随机的高效MAC协议设计

空闲侦听是影响多跳无线传感器网络部署能效和寿命的关键因素。虽然当前的睡眠/唤醒调度协议能避免简单流量模式时的空闲侦听,但无法有效消除随机路由协议的复杂流量模式所导致的空闲侦听问题。提出一种基于伪随机的MAC协议(MAC-PR),减少了在节点上部署大量睡眠/唤醒调度信息所产生的额外开销。MAC-PR利用伪随机发生器的种子对调度信息进行编码,然后将该种子添加到传输中的数据报文,允许各个接收器/窃听器根据种子计算出它的睡眠/唤醒调度信息。MAC-PR通过额外计算有效避免了昂贵的控制报文传输成本。通过模拟及在TelosB节点上的实际部署,验证了MAC-PR可以有效消除空闲侦听问题,使得基于随机路由协议的数据报文传输具有自稳定、低延时、低成本等特征。

一种移动传感网络中K-栅栏寿命的优化方法

为了提高K-栅栏覆盖网络的寿命,文中将能量收集技术与移动传感网络相结合来构建K-栅栏覆盖,并提出了BCAS算法。通过划分子区域的方式构建K+1条栅栏,将整个时间分为多个时隙。在每个时隙开始前,选择平均剩余能量最大的K条栅栏进行激活。在每个时隙结束后,调度冗余传感器,移动替换掉栅栏中剩余能量小于阈值的传感器,通过多轮调度来延长网络的寿命。仿真实验表明,同MobiBar算法和Single Sensor算法相比,BCAS算法使栅栏网络的生命周期延长了183%;在构建栅栏的平均移动距离方面,BCAS算法分别比MobiBar算法和Single Sensor算法减少了20.6%和12%。