对mac协议的一些认识

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1、对MAC协议的一些认识10092110126姚尧在无线传感器网络中，介质访问控制(mediumaccesscontrol,MAC)协议决定无线信道的使用方式，在传感器节点之间分配有限的无线通信资源，用来架构传感器网络系统的底层基础结构。MAC协议处于传感器网络协议的底层部分，对传感器网络的性能有较大影响，是保证无线传感器网络高效通信的关键网络协议Z-OMAC协议位于0SI七层协议中数据链路层的卜•半部分，主耍负责控制与连接物理层的物理介质。在发送数据的时候，MAC协议可以事先判断是否可以发送数据，如果可以发送将给数据加上一些控制信息，最终将数拯以及控制信息以规定的格式发送到物理层；在接收数据

2、的吋候，MAC协议首先判断输入的信息并是否发生传输错误，如果没有错误，则去掉控制信息发送至LLC层。不管是在传统的有线局域网(LAN)屮还是在口前流行的无线局域网(WLAN)中，也C协议都被广泛地应用。在传统局域网中，各种传输介质的物理层对应到相应的MAC层，冃血普遍使用的网络采用的是IEEE802.3的MAC层标准，采用CSMA/CD访问控制方式；而在无线局域网屮，MAC所对应的标准为IEEE802.11,其工作方式采用DCF(分布控制)和PCF(中心控制)。下而对一些MAC算法的原理和工作过程进行比较详细地介绍，并对其优劣进行评价：一、T-MAC协议:T-MAC(Timeout-MAC)

3、I•办议是在S-MAC

4、•办议的基础上捉出的。传感器网络MAC协议最重要的设计目标是减少能量消耗，在空闲侦听、碰撞、协议开销和串音等浪费能量的因素屮，空闲侦听的能量消耗占绝对大的比例，特别是在消息传输频率比较低的情况下。T-MAC(Timeout-MAC)协议与自适丿应睡眠的S-MAC协议基木思想大体相同。数据传输仍然采用RTS/CTS/DATA/ACK的4次握手机制，不同的是在节点活动的时隙内插入了一个TA(TimcActive)时隙，若TA时隙Z间没有任何时间发生，则活动结束进入睡眠状态。TA的取值对于T-MACI■办议性能至关重要，其约束条件为:TA=m(C+R+T),m>l,其中C为

5、竞争信道时间,R为发送RTS分组的时间,TMAC基本机制T为RTS分组结束到发出CTS分组开始的时间。基本思想：1、SMAC协议调度占空比固定，不能很好的适应网络流量的变化2、动态调整调度周期屮的活跃时间氏度3、在TA吋间内没有发生激活事件则<>TADATABD；ActiveA

6、ContendRTSCTSContend.C

7、ContendRTS?—匕、TA进入睡眠周期性监听同步：1、延用SMAC协议思想，周期性广播SYNC帧2、固定周期调度后全监听周期，发现邻居RTS操作和TA的选择：1、发送RTS未收到CTS,应再发送一次2、TA＞竞争信道时间+RTS发送时间+CTS准备吋间早睡问题：节点

8、在邻居准备向其发送数据时进入了睡眠状态早睡问题解决办法：未來请求发送(Futurerequest-to-send,FRTS)TRTSRTS早睡问题解决办法：满缓冲区优先二、S-MAC协议:S-MAC协议(Sensor-MAC)协议是是较早的针对WSN的一种MAC协议，它是在802.11MAC协议基础上，针对传感器网络的节省能量需求而提出的传感器网络MAC协议。S-MAC协议假设通常情况卜•传感器网络的数据传输量少，节点协作完成共同任务，网络内部能够进行数据的处理和融合以减少数据通信量，网络能够容忍一定程度的通信延迟。它的主要设计目标是提供良好的扩展性，减少节点能量的消耗。基本思想：1、周期性

9、睡眠和监听2、串扰避免3、消息传递固定周期性的睡眠和监听：为了减少能量的消耗，传感器〃〉传感器节点要尽量处于低功耗的睡眠状态。S-MAC协议采用了低占空比的周期性睡岷/侦听。为了使得S-MAC协议具冇良好的扩展性,在覆盖网络屮形成众多不同的虚拟簇。1、一个周期内有睡眠和监听两种状态；节点之间协同，保持监听同步3、同步调度，形成虚拟簇4、全监听周期，保证邻居发现5、降低功耗，增加延迟自适应监听：在一次通信过程中，通信节点的邻居在此次通信结朿后唤醒并保持监听一段吋间。如果节点在这段吋间接收到RTS帧，则可以立即接收数据，而不需要等到下一个监听周期，从而减少了两个节点间的数据传输延迟。串扰避免：1

10、、虚拟载波监听2、信道忙吋睡眠，避免接收串扰数据包消息传递技术：对于无线信道，传输差错与包长度成正比，短包成功传输的概率要大于长包。在S-MAC协议屮消息传递技术将长消息分成若干短包，利用RTS/CTS握手机制，一次性发送整个长消息，这样既提高发送成功率，有减少了控制消息。流量口适应侦听机制：传感器〃〉传感器节点在与邻居节点通信结束后不立即进入睡眠状态，而保持侦听一段时间，采用流量自适应侦听机制，减少了网络屮