[信息與通信]mac層協(xié)議(編輯修改稿)
2024-11-14 22:17 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 絡(luò) 。 SMAC針對能量浪費(fèi)的幾個主要原因 ， 如空閑偵聽 、 碰撞重傳 、 串音和控制消息等采用了如下機(jī)制進(jìn)行節(jié)能： /休眠的低占空比的工作方式； ，簇內(nèi)采用一致的睡醒時間表 : 、 RTS/CTS握手機(jī)制以及隨機(jī)退避訪問信道的方式避免碰撞和串音 。 SMAC雖然在節(jié)能上有了很大改進(jìn)，但會引入 時延增加 的缺點(diǎn)，為了改善時延問題， SMAC又引入 自適應(yīng)流量 的機(jī)制，將時延平均減少一半。 基本思想： ? (1)采用周期性睡眠和監(jiān)聽方法減少空閑監(jiān)聽帶來的能量損耗 。對周期性睡眠和監(jiān)聽的調(diào)度進(jìn)行同步 ， 同步節(jié)點(diǎn)采用相同的調(diào)度 ， 形成虛擬簇 ， 同時進(jìn)行周期性睡眠和監(jiān)聽 ， 適合多跳網(wǎng)絡(luò) 。 ? (2)當(dāng)節(jié)點(diǎn)正在發(fā)送數(shù)據(jù)時 ， 根據(jù)數(shù)據(jù)幀特殊字段讓每個與此次通信無關(guān)的鄰居節(jié)點(diǎn)進(jìn)入睡眠狀態(tài) ， 減少串?dāng)_帶來的能量損耗 。 ? (3)采用消息傳遞機(jī)制 ， 減少控制數(shù)據(jù)帶來的能量損耗 。 基于競爭的 MAC協(xié)議 —— SMAC協(xié)議 SMAC協(xié)議將時間周期性的以幀為單位進(jìn)行劃分 ， 每個幀分成兩部分 :偵聽階段 和 睡眠階段 。 對于偵聽階段 ， SMAC中又將其進(jìn)一步劃分成兩個子階段 ， 第一個階段完成 同步包的發(fā)送 ， 第二個階段完成 數(shù)據(jù)包的發(fā)送 。在睡眠階段 ， 節(jié)點(diǎn)關(guān)掉無線收發(fā)設(shè)備進(jìn)行節(jié)能 ， 并將這期間收到的數(shù)據(jù)緩存起來 ， 等到偵聽階段時 ， 將緩存的數(shù)據(jù)集中發(fā)送出去 。 SMAC 協(xié) 議采用 中 的 數(shù)據(jù)發(fā) 送機(jī)制 :RTS/CTS/DATA/ACK機(jī)制 ， 并且規(guī)定在數(shù)據(jù)發(fā)送期間不進(jìn)入睡眠狀態(tài) 。 基于競爭的 MAC協(xié)議 —— SMAC協(xié)議 基于競爭的 MAC協(xié)議 —— SMAC協(xié)議 ? 每個節(jié)點(diǎn)用 SYNC（ 同步 ） 消息通告自己的調(diào)度信息 ， 同時維護(hù)一個調(diào)度表 ，保 存所有相鄰節(jié)點(diǎn)的調(diào)度信息 。 ? 當(dāng)節(jié)點(diǎn)啟動工作時 ， 首先偵聽一段固定長度的時間 ， 其長度至少是一個調(diào)度周期 。 如果在這段偵聽時間內(nèi)收到其他節(jié)點(diǎn)的調(diào)度信息 ， 則將它的調(diào)度周期設(shè)置為與鄰居節(jié)點(diǎn)相同 ， 并在等待一段隨機(jī)時間后廣播它的調(diào)度信息 。 ? 當(dāng)節(jié)點(diǎn)收到多個鄰居節(jié)點(diǎn)的不同調(diào)度信息時 ． 可以選擇第一個收到的調(diào)度信息 ， 并記錄收到的所有調(diào)度信息 。 如果節(jié)點(diǎn)在這段偵聽時間內(nèi)沒有收到其他節(jié)點(diǎn)的調(diào)度信息 ， 則產(chǎn)生自己的調(diào)度周期并廣播 。 在節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生和通告自己的調(diào)度后 ， 如果收到鄰居的不同調(diào)度 ， 分兩種情況； ? 如果沒有收到過與自己調(diào)度相同的其他鄰居的通告 ， 則采納鄰居的調(diào)度而丟棄自己生成的調(diào)度； ? 如果節(jié)點(diǎn)已經(jīng)收到過與自己調(diào)度相同的其他鄰居的通告 ， 在調(diào)度表中記錄該調(diào)度信息 ， 以便能夠與非同步的擁鄰節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信 。 傳感器網(wǎng)絡(luò)往往來用多跳通信，而節(jié)點(diǎn)的周期性睡眠會導(dǎo)致通信延遲的累加。為了減少通信延遲的累加效應(yīng)， SMAC采用了一種流量自適應(yīng)監(jiān)聽機(jī)制。其基本思想是在一次通信過程中，通信節(jié)點(diǎn)的鄰居在此次通信結(jié)束后喚醒并保持監(jiān)聽一段時間。如果節(jié)點(diǎn)在這段時間接收到 RTS幀，則可以立即接收數(shù)據(jù)，而不需要等到下一個監(jiān)聽周期，從而減少了數(shù)據(jù)傳輸延遲。 基于競爭的 MAC協(xié)議 —— SMAC協(xié)議 ? SMAC協(xié)議中，在 RTS/CTS幀中部帶有目的地址和本次通信的持續(xù)時間信息，接收到該幀后，如果發(fā)現(xiàn)目的地址不是本地地址，節(jié)點(diǎn)馬上進(jìn)入睡眠狀態(tài)，并將此次通信的持續(xù)時間存儲到本地的 NAV中。 NAV會隨著本地時鐘的運(yùn)行遞減。在 NAV值非零期間節(jié)點(diǎn)都處于睡眠狀態(tài)，這就很大程度避免了串?dāng)_數(shù)據(jù)包的接收，減少了能量損耗。 ? 為了減少碰撞和避免串音， SMAC協(xié)議采用與 類似的虛擬和物理載波偵聽機(jī)制．以及 RTS/CTS的通告機(jī)制。兩者的區(qū)別在于當(dāng)鄰居節(jié)點(diǎn)處于通信過程中時， SMAC協(xié)議的節(jié)點(diǎn)進(jìn)入睡眠狀態(tài)。 ? SMAC采用物理偵聽，防止了沖突解決了隱藏節(jié)點(diǎn)的問題；采用虛擬偵聽，節(jié)點(diǎn)收到 NAV的時候，立刻進(jìn)入休眠狀態(tài)，解決了串音問題 基于競爭的 MAC協(xié)議 —— SMAC協(xié)議 （分片傳輸機(jī)制）
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