无线传感器网络的MAC协议

LAN数据链路层

按功能划分LLC和MAC

分解目的：分离与硬件相关/无关的部分，降低复杂度

LLC：与介质、拓扑无关

MAC：与介质、拓扑有关

数据链路层--MAC子层

负责控制物理媒体的使用

主要功能：包装数据成帧，实现和维护MAC协议，位错检测，寻址

数据链路层--LLC子层

传输控制层面向数据帧

主要功能：建立和释放逻辑链接，提供接口，差错控制，给帧加序号

LAN MAC机制--CSMA/CD

载波侦听多路访问带有冲突检测

工作流程：先听后发，边听边发，一旦发生冲突，立即停止，等待时机，再发，

无线MAC的基本知识

WSN MAC协议的功能

在不同节点之间合理使用带宽等网络资源，建立基础设施

WSN MAC考虑协议

节能，可扩展，网络效率（依次递减）

WSN MAC层能量浪费因素

碰撞重传，串音，空闲侦听，控制新闻(太多)

WSN MAC层节能策略

尽量休眠，减少无需接收的分组，减少碰撞，减少控制费用

WSN MAC层的分类

分布式和集中式？单个信道和多个信道？随机访问和时间重用信道？

基于竞争的MAC协议

IEEE 802.11 MAC: CSMA/CA协议

低占空比协议和唤醒概念

S-MAC协议

假设条件：数据传输较少，共同任务合作完成，网络处理减少数据通信量，可容忍一定的通信延迟。

设计目标：降低能耗，提供可扩展性。

能耗:碰撞重传、串音、空闲侦听、控制新闻

主要机制:周期性侦听/睡眠、空闲侦听、流量自适应侦听、新闻分割和突发传递

Sift MAC协议

应用:事件驱动的网络应用

起点：空间、时间相关性，不需要报告所有事件

目标：N一个节点检测到R在最短时间内无冲突发送事件消息。

基于时间重用MAC协议

优点：TDMA没有竞争引起的碰撞重传等费用，节点在不属于自己的时间间隙进入休眠状态，节约能源。

缺点：帧长度和间隙分布难以调整，节点运动和节点故障处理不好。

基于分簇的MAC协议

簇头负责分配时间槽，收集和处理簇内传感器发送的数据，并将数据发送到会聚节点

DEANA MAC协议

调度访问阶段和随机访问阶段

控制时槽和数据传输时槽

评价:减少串音/同步要求高

基于TDMA--TRAMA协议(调度交换协议)

基本思想:分布式选举两跳内

时间：随机访问周期和调度访问周期

邻居协议：充分交换节点的邻居信息，独立计算节点的优先级

CSMA/CA和CDMA结合的MAC协议

两个信道

链路侦听和数据收发两个模块