无线传感网络设计的MAC协议研究现状

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无线传感器网络是一种新型的融合了信息获取技术、信息处理技术的网络，它在军事、环境、医疗、车辆监测和公共安全等方面具有非常广泛的应用前景[3]。目前，在信息化程度较高的一些国家，包括美国，英国等，已有很多机构开展了相关研究，中国的一些科研院所也对无线传感网络进行了深入研究[4]。现阶段对无线传感网络的研究主要集中在通信协议、网络应用等方面。

目前，针对无线传感网络设计的MAC协议有多种。按照访问策略不同，可以分为基于竞争的MAC协议和基于非竞争的MAC协议[5]。64586

（1）基于竞争的MAC协议

基于竞争的MAC协议中最为典型的是SMAC协议和802.11的MAC协议。SMAC是同步的，基于RTS/CTS的MAC协议。它采用周期性休眠的机制，节点苏醒后侦听信道，判断是否要接收或或者发送数据。在冲突避免方面，SMAC延续了802.11的虚拟和物力载波侦听机制以及RTS/CTS握手机制。论文网

（2）基于非竞争的MAC协议

基于非竞争的MAC协议包括DEANA、TRAMA及DMAC等协议。其中采用数据采集树结构的MAC协议（data gathering tree，DMAC）是针对竞争性MAC协议中的SMAC和TMAC协议的数据转发中断问题而提出的。从传感器感知节点到汇聚节点形成一棵汇聚树，树中数据流时单向的。该协议用汇聚树描述网络结构，摆动唤醒机制负责调整树中节点的工作周期从而减少消息在网络中的传输延迟。

基于竞争的MAC协议通过竞争解决冲突，基于非竞争的MAC协议通过调度解决冲突。已有的MAC协议通过冲突解决机制及CTS/RTS等方法增大网络吞吐量，通过简化MAC协议的设计与仿真可以对比出这些机制对吞吐量的影响。

本文的主要工作是设计一个适用于无线传感网络的简化的MAC协议，要通过该协议实现MAC层最简单的数据收发功能，并对其进行仿真，并与NS2已有的802.11MAC协议的仿真进行对比分析。尽管无线传感网络MAC层已经有了IEEE所制定的一系列802.11的技术标准，但这些标准较为复杂，不利于直接对MAC工作方式的理解。我们希望通在NS2中设计一个新的简化MAC协议，来实现MAC层最基本的数据收发功能并且在此基础上理解NS2中IEEE 802.11MAC层协议的其他功能。