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包的传输。这里在控制流量花费和可靠性水平之间有个平衡。对每个包确认最小
化修复时间并限制它的范围，以高的控制流量为代价，造成有效链路带宽降低，
增加端到端时延和能量消耗。在无线网络中，包丢失主要是由于缓冲器溢出和信
号干扰造成的。避免缓冲器溢出是路由协议和MAC协议的责任，在可利用的路
由进行均衡负载可以达到减少经过转播节点流量的目的， 媒体接入机制决定了缓
冲器管理机制且要保证发送数据流的服务速率(足够高来阻止对超出缓冲器大小
的包存储数据)。可以通过提高传输功率和减少节点间媒体接入的竞争可使因信
号干扰造成的包丢失率达到最小化。
WSN 的设计不仅仅需要注意这些设计目标、准则，而且还要在这些衡量的
标准中取得一个很好的平衡，这比单个性能的提高更重要。例如，一个MAC协
议可以使用灵巧的方案来节省能量，但是这个方案并没有考虑到其他衡量的标
准，如实时保证或包传送的可靠性，这样一来，不仅损害了在其他标准衡量下的
性能， 而且反过来使节省能量的性能急剧恶化。 假如节点的收发器关闭的太频繁，
将造成一些包丢失和更多的重传，结果是更大的能量损耗。
2.2 MAC 协议分类
目前针对不同的传感器网络应用，研究人员从不同方面提出了多个MAC协
议，但对无线传感器网络MAC协议还缺乏一个统一的分类方式。一般都从以下
几个角度进行分类：第一，采用分布式控制还是集中控制；第二，使用单一共享
信道还是多个信道；第三，采用固定分配信道方式还是随机访问信道方式。本文
中采用第三种分类方法，将无线传感器网络的MAC协议分为三类：
（1）采用无线信道的随机竞争方式，需要发送数据的节点采用某种策略，竞争
使用无线信道，重点考虑节点间的公平性。
（2）采用无线信道的时分复用方式(Time Division Multiple Access，TDMA)，给
每个传感器节点分配固定的无线信道使用时段，重在避免节点之间的相互干扰。
（3）其它 MAC 协议，如通过采用频分复用或者码分复用或者基于事件驱动等方式，目的在于实现节点间无冲突的无线信道的分配。
本文所研究的便是第一种分类方式中的基于竞争的MAC协议。
基于竞争的 MAC 协议与其他类型的 MAC 协议相比存在优点也存在缺点。
优点是各节点只有在需要发送的时候去占用信道，不需要的时候就可以去休息，
体现了发送的公平性，也节省了能量。缺点是节点在发送数据的过程中，当两个
数据包在同一时间传输时， 就会碰撞， 导致数据包被破坏， 源节点需要重新发送，
发送和接收这些错误数据的能量将被损耗掉。因此基于竞争的MAC协议对于无
线传感器网络能量高效利用有着重要意义。
2.3 基于竞争的 MAC 协议
基于竞争的随机访问MAC协议采用按需使用信道的方式，其基本思想是当
节点需要发送数据时， 通过竞争方式使用无线信道， 如果发送的数据产生了碰撞，
就按照某种策略重发数据，直到数据发送成功或者放弃发送。典型的基于竞争的
随机访问MAC协议是载波侦听多路访问(Carrier Sense MultipleAccess，CSMA)。
无线局域网 IEEE 802.11MAC 协议的分布式协调(Distributed Coordination
Function，DCF)工作模式采用带冲突避免的载波侦听多路访问(CSMA with
Collision Avoidance，CSMA／CA)协议，它可以作为基于竞争MAC协议的代表。
在IEEE 802．11 MAC协议的基础上，研究者提出了多个用于传感器网络的基于