無線傳感器網絡中節能MAC協議的研究
圖2 中,對比的是在不同大小的業務量下,S-MAC 和新的MAC 協議的數據收發比。X 軸坐標就是業務量,其1 個單位為網絡重傳次數為5 時的業務量大小。在業務量較小時,兩 者幾乎沒有區別,且由于連續五個周期業務流量

圖3 中,采用S—MAC 協議的節點始終保持設定的占空比10%不變,而新協議自適應 的應付網絡中的數據量,調節占空比。

圖4 中,在業務量較小時,由于減少了偵聽時間的占空比,減少了空閑狀態下的能量消 耗。在網絡負載較重時,由于新協議增加了偵聽時間的占空比,導致能量消耗要遠大于S— MAC,但提供了更好網絡的傳輸性能。而且綜合來看,新協議能耗更小。
總結分析
本文分析了無線傳感器網絡MAC 層協議目前所存在的問題:S 一MAC 協議無法根據 網絡中的數據流量自適應地改變占空比,進一步節省能耗;同時,也探討了基于此問題開發 的MAC 層協議存在的種種問題。在此基礎上,提出了根據節點間數據包重傳次數來判斷當 前網絡數據流量大小,即根據前5 個周期內的加權平均重傳次數判斷當前的網絡數據流量, 當平均值超出閾值,則應增加偵聽時間的占空比,反之,則減小偵聽時間的占空比,且為應 對網絡數據流量突然增加的突發狀況,對節點偵聽時間的占空比進行擴增,從而應付網絡中 的大數據流量。通過仿真實驗,采用新協議的網絡性能得到了一定程度的改善,也驗證了設 計的算法的可行性。
本文作者創新點:對無線傳感器網絡的能量高效性做了有益的探索,詳細分析了以 S —MAC 為代表的Schedule 類協議原理和性能,在此基礎上探討了一種新的更節能的MAC 協議 的研究和設計,并在NS2 網絡上進行了仿真實驗驗證。
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