基于功率控制的无线传感器网络MAC协议研究

提出了一种无线传感器网络自适应功率控制MAC协议APC-SMAC。APC-SMAC协议首先通过建立基于最优邻居节点数的功率调度表,提高信道利用率,减少通信能耗,另一方面对干扰节点发送反馈帧控制其进入睡眠,从而提高了网络数据吞吐量,减少了网络延迟。实验结果表明该协议在网络吞吐量、网络时延和平均能耗上均有了较大的提高。

一种适用于无线传感器网络的功率控制MAC协议

功率控制技术通过减少节点的发射功率来降低能耗,但节点间不对称的发射功率会增加网络的冲突概率并降低吞吐量.根据实际环境中的节点部署情况,引入了基于Pareto分布的系统模型.研究了传感器网络中功率控制技术在节省能量方面的性能,提出了一种基于SMAC(sensor-MAC)可适用于无线传感器网络的功率控制MAC(media access control)协议.此协议使用功率控制调度算法选择最优相邻节点,使网络中节点的拓扑连接得到优化,在保证网络连通性的同时,降低通信的冲突率,扩大网络的吞吐量.信息的传递以最优功率发射,并使通信节点具有反作用冲突节点的能力,从而在降低网络能耗的同时保证了节点间通信的公平性.实验仿真结果显示,与现有的几种重要方案相比,新的功率控制MAC协议使网络具有了更大的有效吞吐量及更长的生存时间.

无线传感器网络MAC协议的节能机制研究

由于无线传感器网络节点使用干电池和纽扣电池供电的特点,限制了网络节点能量的使用。而传感器网络中能量的控制主要由MAC层和路由层完成,MAC层相对于路由层对能量的控制更为直接和频繁。文章分析了传感器网络的MAC协议中能量消耗的各种原因,并针对各种原因提出了相应的解决办法,可以较好地延长网络的使用寿命。

基于功率控制的无线传感器网络MAC协议研究

无线传感器网络是21世纪新兴的网络技术,它的出现使网络的发展进入一个新的阶段。近年来,对无线传感器网络介质访问控制协议的研究也越来越多。总结了近年来的研究成果,并针对S-MAC、T-MAC和D-MAC等几种典型的MAC协议进行了对比分析。研究出将功率控制机制引入到MAC协议中可以进一步减少能耗,给出了一种基于发射功率控制思想的MAC协议、PCSMAC协议。功率控制可以从直接的降低发送能量和间接的减少碰撞两个角度节约能耗,是一种有效的节能机制。仿真实验表明,引入功率控制后可以节约能耗达50%~96%左右。

基于节点位置的水声传感器网络功率控制MAC协议

针对水声传感器网络能耗高和数据传输质量低的问题,基于路径增强介质访问控制(Routing enhanced-MAC,R-MAC)协议,提出一种根据节点位置信息进行功率控制的路由增强介质访问控制(PC-RMAC)协议。根据接收功率阈值、传感器节点换能器的发射和接收天线增益、系统损耗因子、声波频率及节点间实际距离,计算出最优发送功率并进行动态调整,从而减少节点发送数据产生的能量消耗,进而提高网络能量利用率,延长网络的生命周期。仿真结果表明,网络中节点间距离在700 m范围内,PC-RMAC协议的数据包传递率比R-MAC协议高1%左右,平均能耗略低,平均延时低30%左右;而节点间距离在700~900 m范围内,PC-RMAC协议在数据包传递率、平均能耗和平均延时方面的优势明显增加,从而验证了理论分析的正确性。

基于能量控制的Ad Hoc传感器网络MAC协议研究

Ad Hoc传感器网络是二十一世纪新兴的网络技术,他的出现使网络的发展进入一个新的阶段。针对Ad Hoc传感器网络MAC协议的研究一直是人们普遍关注的问题,近年来对无线传感器的介质访问控制(Media Access Control,MAC)层协议研究也越来越多。总结了近年来的研究成果,并针对S-MAC,T-MAC和D-MAC等几中典型的MAC协议进行了对比分析,根据其各自的特点提出未来的研究方向和建议。

一种高效自适应的无线传感器网络MAC协议

结合动态能量管理机制,对AC-MAC协议更合理地控制无线收发器的状态转换次数,即在保证了低延迟和高吞吐量的同时,又减少了潜在的能量消耗。

无线传感网多信道的MAC层协议

无线传感网(Wireless Sensor Networks,WSNs)作为计算机、通信和传感器三项技术相结合的产物,已成为计算机与通信领域一个活跃的研究分支。信道接入协议是无线传感网协议的重要组成部分,基于多信道的信道接入协议具有一些特殊的优点。分析了无线传感网多信道的MAC(Media Access Control)协议:DCA-PC(Dynamic Channel Assignment withPower Control),并与其他的多信道协议作了比较。

基于令牌的无线传感器网络MAC协议

为了更进一步减少信道冲突和网络能耗,提出一种基于令牌的链式无线传感器网络MAC协议。协议自定义信标帧和数据帧,在传感器节点完成时间同步后,以信标帧中的令牌为控制信息对相邻两个传感器节点进行收发控制,实现数据从链尾节点到链头节点的顺序上传。研究表明,该协议不仅能够满足系统的稳定性要求而且能够有效降低功耗。

自适应多跳的无线传感器网络MAC协议

针对无线传感器网络多跳性的特点,以低能耗、低延迟为目标,提出了一种能够根据网络拓扑自动调整一个帧周期内侦听次数的MAC协议,AM-MAC(adaptive multi-hop MAC)。在无线传感器网络MAC层协议T-MAC和S-MAC的基础上,采用同步入网、限制MAC包长和自适应侦听次数的方法,使网络节点在流量较小时更多地处于睡眠状态,在流量较大时较快地传播网络数据,减少数据传输的能耗,降低数据传输的延迟。仿真结果表明了该协议在能量消耗、数据延迟等方面要超过S-MAC和T-MAC。

一种基于功率控制的无线传感器网络MAC协议

提出了一种基于功率控制机制的无线传感器网络MAC协议Distance Prediction PowerControl MAC(DPPC-MAC)。DPPC-MAC协议基于目前十分成熟的SMAC协议[1-2],引入了功率控制机制以降低数据包发送时的能耗,并且提出了一种新的通过功率预测距离来解决暴露终端和隐藏终端的方法。仿真结果表明,DPPC-MAC能有效降低网络能耗,同时吞吐量性能也得到了一定的改善。

无线传感器网络中一种自适应占空比的S-MAC功率控制算法研究

功率控制是无线传感器网络中的一项关键技术。针对S-MAC协议中节能算法效率不高的问题,提出一种改进的自适应占空比的功率控制算法,通过获得不同发送时间条件下最高能效所需要的占空比,并在此基础上分析在不同占空比下的节能效果,提高平均跳距取值的准确性。仿真结果表明,自适应占空比的协议功率控制算法具有很强的灵活性和更好的能源效率,能有效降低能耗,减少网络内的干扰,延长网络的生存时间。

水下无线传感器网络的研究进展

随着世界各国对海洋权益的日益重视、发展海洋经济热潮的兴起和陆地无线传感器网络研究的迅速发展,水下无线传感器网络的研究已经成为新的研究热点.首先对水下传感器网络通信技术、传感器网络节点、网络体系结构和水下声学传播特征作了介绍;进而重点对物理层、数据链路层、网络层、传输层、跨层设计、网络信息处理技术、水下定位和仿真平台8个方面的研究进展作了系统的综述;最后介绍了国内外主要研究机构的情况,并讨论了水下无线传感器网络研究存在的一些问题和需要进一步研究的方向.

无线传感器网络功耗控制分析与仿真

根据无线通信原理为三种MAC协议(IEEE802.11MAC、BASIC、PCM)建立了能耗分析模型,对功率控制给网络带来影响进行了数学分析.并对三种MAC协议在不同网络规模中的吞吐量、能量效率进行仿真比较.仿真结果表明:有效的控制节点的发射功率,在减少能耗的同时,可以提高网络性能.

容忍恶意攻击的无线传感网络安全定位算法

针对无线传感网络中恶意攻击会篡改信标节点发射强度破坏节点准确定位的问题,提出了一种顽健的基于半定规划松弛的安全定位算法(RSRSL)。该算法将发射功率作为一个未知的变量,分别基于单目标传感网络和多目标传感网络,建立了相应的安全定位概率模型。通过将非线性非凸的定位问题转化为易于求解的半定规划问题,实现对网络中普通节点的安全定位,并分析了RSRSL算法的计算复杂度。通过仿真和实测实验对RSRSL算法进行验证,结果表明,在存在恶意攻击的环境中,RSRSL算法要明显优于已有的定位算法,具有较高的定位精度。

无线传感器网络研究进展

20世纪90年代以来,随着现代微电子技术、无线通信技术、计算机网络技术的进步以及互联网的迅猛发展,使得具有感知、计算和无线网络通信能力的传感器以及由其构成的无线传感器网络引起了人们的极大关注。传感器网络被认为是21世纪最重要的技术之一,它将对人们的社会生活和产业变革带来极大的影响和产生巨大的推动作用。文中介绍了无线传感器网络的发展历史,组成,体系结构,特征及应用等,并重点介绍了无线传感器网络中的研究热点及关键技术,同时还对其研究现状和发展前景做了介绍。

无线传感器网络的智能低功耗侦听协议

无线传感器网络MAC层协议低功耗侦听(LPL)使用较长的前导码,在密集部署的无线传感器网络中造成较大的"串音"开销。提出一种智能低功耗侦听协议(SLPL),通过在前导码中嵌入目的地址和前导码长度索引,能有效降低非目的节点的串音开销,减少目的节点的接收开销。理论分析和部署测试表明SLPL的能效比LPL有显著提高,同时测试显示SLPL功耗小于X-MAC协议。

无线传感器网络研究综述

无线传感器网络作为微机电系统、网络和传感器三项技术相结合的产物,是一种全新的信息获取和处理技术,可以广泛运用于各个领域,有着极大的运用前景,烧结保温空心砌块就是其中一例。首先对无线传感器网络的基本概念、体系结构做了概括性介绍,然后分析了无线传感器网络研究中的热点问题,并展望了无线传感器网络的前景。

基于分布式信誉评价的低能耗安全定位算法

针对无线传感器网络中节点安全定位和能耗问题,提出了一种基于分布式信誉评价的低能耗安全定位算法。该算法引入簇头节点中可靠节点表(TNT)和备份簇头节点的概念,通过查找TNT快速定位可靠信标节点,并且备份簇头节点协助、监督簇头节点,减轻簇头节点的工作负荷,且参与信标节点信誉值整合过程,增强了信标节点的可靠性和完整性,提高了节点定位的效率和安全性,降低了系统能耗,提高了恶意节点检测率。仿真实验表明,在恶意节点存在的环境中,该算法能有效提高恶意节点的检测率,减少定位误差,削弱恶意节点对定位系统的破坏和影响,实现节点的安全定位。

基于LoRa通信的无线传感网低功耗节点设计

为了降低无线传感器网络节点的功耗,首先对传感器节点的高耗能部分进行合理选型及配置,然后通过分析无线信号在自由空间的传播模型,将功率控制机制引入MAC层,接着对引入功率控制的S-MAC协议的性能进行了仿真,最后在LoRa无线传感器节点上完成了协议的实现。仿真结果表明,改进后的S-MAC协议与A-SMAC和S-MAC相比,分别节约5.5%和10%的能耗。实际测试表明,单个传感器节点覆盖半径可达5km;与固定发射功率方式相比,节点能够根据通信距离动态调整发射功率,降低了能量消耗。