物联网的MAC层协议设计与测试(3)

菜单

2.2 通信的方式

在物联网(即无线传感器网络)中定义了三种类型的通信方式：广播（broadcast），汇聚播(convergecast)和本地传播(local gossip)。广播类型通常是由基站（称为sink）所使用，它用来将一些信息传送给网络中的所有节点。广播信息包括有对传感器询问处理结构的询问，节点的程序更新以及整个系统的控制分组。广播类型的通信方式不要和广播类型分组相混淆。对于前者，网络中的所有节点都是接收者，而对于后者，接收者则是那些在发送节点通信范围内的节点。

在某些情况下，检测到网络中进入一个新的节点的传感器将会在本地互相进行通信。这种通信方式被称作“local gossip”，传感器将在一定范围内发送一条消息给它的邻居节点们。检测到有新的进入者的传感器需要将其所感知到的信息传送到信息中心。这种通信方式又被称作为“convergecast”，一组传感器将和一个特有的传感器进行通信。目的节点可以是数据汇聚中心、基站等。

在包含有“簇（clustering）”的协议中，簇头（clusterhead）和它的成员之间进行通信，接收方不是簇头的邻居节点，而是它邻居的节点的一个子集。为了保证在此种情况下可以正常的通信，定义了第四种通信方式的类型，多播（multicast），即一个传感器发送一个消息给传感器的专有子集。

2.3 MAC协议的特征来.自/751论|文-网www.751com.cn/

为了给无线传感器网络设计出一个优良的MAC层协议，以下的条件必须给予考虑。

首先是能量的效率。定义一个能量高效的协议可以有效的延长网络的生存时间。另一个重要的方面是对于变化的可预测性和自适应性。网络大小、节点的密度和拓扑改变之后，对于一个成功的自适应系统应该可以进行快速而有效的处理。在这些网络特性改变之后，比如说有新的节点加入到网络中或者改变了互连性和网络拓扑而导致的不同的干扰，这些都会导致网络的生存时间被限制。好的MAC层协议应该能够自然的适应这种网络的变化。其他要素，如等待时间、吞吐量和带宽利用率等，对传感器网络都是次要的。另外公平性在其他无线网络中会显得比较重要，但在无线传感器网络中则不是设计的目标，因为所有的传感器节点都进行的是同样的工作。