基于S-MAC和T-MAC协议的无线传感器网络技术之节能探讨

本文在无线传感器网络协议设计中,针对碰撞、串音、空闲侦听和协议开销造成的传感器网络更多能量的消耗,从减少能量消耗出发,探讨S-MAC和T-MAC协议在设计中的考虑。     

无线传感器网络冲突自适应S-MAC协议

在无线传感器网络中,由于S-MAC协议的竞争窗口固定,导致其网络的适应性差．利用马尔可夫链数学模型对网络性能参数进行分析。并提出了一种冲突自适应S-MAC协议．新协议采用指数退避机制。并引入退避长度和信道忙计数器来估计当前信道的冲突概率,使节点自适应调整竞争窗口大小,提高网络性能．仿真结果表明,新协议不仅能很好适应网络流量变化．而且在能耗和吞吐量性能方面较S-MAC协议有明显改善．     

基于节点流量的低能耗无线传感器网络MAC协议

根据传感器节点的生存时间取决于节点能量消耗的特点,设计了节能的MAC协议.提出了一种基于节点流量的低能耗无线传感器网络MAC协议TBEE-MAC(traffic-based energy efficient MAC).在TBEE-MAC中,节点采用周期性休眠机制来节省能量,提出了活动时间结构和基于节点流量的同步调度方式,在时间误差允许的范围内,调整了同步调度周期,减少了能量消耗.仿真显示,TBEE-MAC在提供低延时性能的基础上,能量有效性相对于S-MAC协议有很大提高.     

无线传感器网络MAC层协议研究综述

综合了计算技术、通信技术、传感器技术而形成的无线传感器网络是一种全新的信息获取和处理技术。在过去的几年间,关于无线传感器网络MAC层协议的研究一直受到众人的关注。相关的著作也提出了一系列的MAC层协议,常见的有S-MAC、WiseMAC、T-MAC、D-MAC等。文章中首先列举出在设计MAC层协议时所需要考虑的一些关键的特性,然后具体描述各种MAC协议,并指出它们的优缺点,最后指出未来MAC层协议的研究方向。     

一种低能耗无线传感器网络MAC协议

提出了一种新的低能耗无线传感器网络MAC协议。在802.15.4算法的基础上,对二进制退避算法进行了改进,引入快速退避机制和自适应调整竞争窗口机制,并采用多信道功率控制机制来降低网络能耗。仿真表明,该MAC算法达到了应有的效果。     

基于节能的无线传感器网络LEACH协议改进

由于传感器节点电池电量有限,因此在无线传感器网络中如何节能是一个关键问题.对经典的LEACH(Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy)协议做出改进:提出了一种新型的簇首选择机制.算法通过综合考虑候选节点的剩余能量、地理位置等参数来优化簇首的选择,从而有效地降低了低能量与位置不佳的节点被选为簇首的可能性,进一步保证网络内节点能量负载的均衡性.仿真结果表明,新型的簇首选择机制能够有效平衡节点的能量消耗分布,延长节点与网络的寿命.     

无线传感器网络路由协议开发及改进

随着传感器网络研究的不断深入,实现和改进可实用性强的路由协议是一项具有现实意义的工作。基于真实的无线传感器网络,在MICAZ节点实现并改进了Flooding和Gossiping协议,首先设计了Flooding协议的报文格式和路由表,并开发了单源结点和多源结点路由协议,且利用序列号方法缓解了Flooding协议存在的报文内爆问题。同时,在多源的Gossiping协议中,设计了广播应答机制和随机转发选择机制以消除两个相邻节点的之间的数据循环发送。最后,基于组建的实际网络对两种协议改进后的性能进行了比较分析。     

无线传感器网络数据传输协议的研究

通过对无线传感器网络典型应用结构及现有协议的分析，本文给出了一种较为简单的适用于小型无线传感器网络的通信协议，对通信数据格式及数据传输流程进行了较为详细的定义。为进一步验证协议性能，设计了一个小型的无线传感器网络实验系统，并在此系统上完成了对所堡过通信协蠼的验证，实验结果表明了本文所给出协议的有效性。     

无线传感器网络的路由协议研究

对当前几种典型的无线传感器网络路由协议进行了研究,将它们分为传统路由协议、基于数据为中心的路由协议、基于地理位置的路由协议、基于服务质量的路由协议、单层路由协议和多层路由协议六类．阐述了这些协议的特点,对每种路由协议的优缺点进行了分析,对它们的性能进行了比较．     

无线传感器网络LEACH协议生命周期的改进

无线传感器网络跨层协议中,LEACH协议不考虑节点参数情况,采用随机概率方法选择簇首,不能保证能量较大的节点被选为簇首(CH),进而会降低网络寿命.为了有效选择簇首,提出改进的I-LEACH协议,将节点的剩余能量及节点与基站(BS)的距离作为优选条件,通过将网络划分为四个象限加以实现.实验仿真结果表明,在网络寿命、传输到基站的数据量、所用时间和能耗等性能方面,I-LEACH协议优于LEACH协议,延长了网络的生命周期.     

无线传感器网络LEACH协议改进与仿真研究

针对无线传感器网络中传统皿qCH协议在分簇机制及数据通信方面的不足,在LEACH协议基础上提出一种改进协议．新协议在簇头的选取方面考虑到节点的剩余能量这一因素,同时对簇头选取阈值进行修正．在簇头,与基站通信中综合考虑距离和节点剩余能量等因素并采取单多跳并存的通信方式．实验结果表明,改进后的协议较原LEACH具有更好网络生命周期,突出表现在距离基站较远的无线传感器网络中．     

无线传感器网络LEACH协议的研究与改进

在无线传感器网络体系结构中,网络层的路由技术至关重要.在分析了低功耗自适应分簇协议( low energy adaptive clustering hierarchy,LEACH)及LEACH相关的路由协议之后,提出一种基于LEACH的能量高效分簇路由算法(energy-efficient clustering rou...     

一种低功耗自适应集簇分层型协议的优化

经典分簇路由协议LEACH存在簇首随机选举、簇头过于密集等问题,提出LEACH-P算法对这些问题进行优化.优化后的算法不仅把节点剩余能量作为簇头选举的考量标准,而且节点在晋升为簇头时还对簇头之间的距离进行约束,避免造成簇头节点过于密集的问题.此外,接近sink节点的普通节点直接把数据传输到sink节点.通过仿真结果可以看出,优化后算法的网络生命有明显提高,数据传输能力也得到较好的改善.     

高速公路气象监测无线传感器网络路由策略

目的 研究高速公路气象监测无线传感器网络双向数据传输、多点数据接收的路有协议.方法 针对高速公路气象监测无线传感器网络线形部署的特点,分析数据传输的要求和类型,研究现有WSN路由协议的特点,尤其是定向扩散路由协议,通过对现有路由协议的改进,提出满足双向传输的WSN路由协议.结果 提出了基于定向扩散路由协议(DD)的双向无线传感器网络路由协议(BDD),实现了高速公路气象监测数据的多点传输.结论 经仿真测试,该路由协议具有实现简单、工作可靠稳定,能满足高速公路气象监测数据双向传输的要求.     

无线传感器网络TTDD协议的研究

目的通过对TTDD协议中存在多个中心节点的分析,研究网络中存在多个中心节点及中心节点移动对通信开销的影响。方法采用贪婪算法建立网格,并沿网格转发信息,将TTDD协议总通信开销与SODD进行比较。结果在最差情形下,TTDD的通信开销随着网络中心节点数目的增多和其移动性的增强而逐渐小于SODD。结论该协议采用单路径能够提高网络生存时间。     

无线传感器网络LEACH路由协议的节能改进

目的 LEACH是一种经典的WSN自适应分簇分层路由协议,但协议没有考虑节点的剩余能量,随机的产生群首节点,且在分簇过程中没有考虑群首节点的数量,过多的群首造成数据冗余,过少的群首又因数据传输距离过长而消耗较多的能量,缩短了整个网络的生存周期。通过解决LEACH存在的以上缺陷,延长网络生命周期。方法首先在阀值公式中引入节点的能量因素,然后提出一种新的最佳群首数的计算方法。结果通过控制群首数量能够确保网络负载的平衡。结论仿真结果表明:改进后的算法有效降低了能耗,延长了节点和网络的寿命。     

基于微簇的无线传感器网络能量均衡路由协议

设计了两种能量均衡策略,提出基于微簇策略的能量均衡路由协议.该协议将相邻两节点联合成微簇,微簇内的节点基于剩余能量进行负载调配.以实现局部的能量均衡;对节点间的梯度值进行模糊分级,并将模糊等级选择策略与质量评价函数相结合进行下一跳节点选择,以实现全局的能量均衡.仿真表明该协议能更均衡地利用有限能最,降低节点的平均能耗和传输时延,延长无线传感器网络的寿命.     

一种适用于节点功率非对称WSN的改进S-MAC协议

针对节点功率非对称的无线传感器网络中的隐终端问题,提出在RTS/CTS机制基础上增加广播Bandwidth Reservation(BRES)消息的改进协议。在改进协议中,通信节点的邻居节点根据侦听到的CTS消息动态广播BRES消息,使得与通信节点连接非对称的高功率节点在接收到BRES消息后推迟自身发送任务,从而避免了隐终端问题。仿真结果表明:相比S-MAC协议,改进协议减少了低功率节点的数据冲突并降低了其到目的节点的端到端延迟,提高了低功率节点和网络的吞吐量。     

一种适用于节点功率非对称WSN的改进S-MAC协议

针对节点功率非对称的无线传感器网络中的隐终端问题,提出在RTS/CTS机制基础上增加广播Bandwidth Reservation（BRES）消息的改进协议。在改进协议中,通信节点的邻居节点根据侦听到的CTS消息动态广播BRES消息,使得与通信节点连接非对称的高功率节点在接收到BRES消息后推迟自身发送任务,从而避免了隐终端问题。仿真结果表明：相比SMAC协议,改进协议减少了低功率节点的数据冲突并降低了其到目的节点的端到端延迟,提高了低功率节点和网络的吞吐量。     

一种基于WSN的协议改进算法分析

针对无线传感器网络(WSN)路由协议LEACH 算法中簇首分配不均以及簇首与Sink节点直接通信的问题,提出一种新的无线传感器网络LEACH路由算法.该算法通过节点能量分簇,并在簇首的数据发送过程中引入了改进的多跳路由算法.仿真结果表明,改进后的算法在网络生存时间和节省能量上比LEACH 算法有了很大提高.