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PAGE  PAGE 32 对比传感网传输层协议 篇一：无线传感网试题南京工程 一、无线传感网概述 1、什么叫无线传感器网络？ 无线传感网是当前在国际上备受关注的、涉及多学科高度交叉、知识高度集成的前沿热 点研究领域。它综合了传感器技术、嵌入式计算机技术、现代网络及天线通信技术、分布式 信息处理技术等，能够通过各类集成化的微型传感器协作地实时监控、感知和采集各种环境 或检测对象的信息，这些信息通过无线方式被发送，并以自组多跳网络方式传送到终端，从 而实现物理世界、计算机世界以及人类社会三元世界的连通。 2、无线传感网的三个要素：传感器、感知对象和观察者。 3、网络体系结构:由传感网、传输网、监控管理中心构成。 4、无线传感网的节点结构：数据采集的感知单元、数据处理和存储单元、通信收发的??输 单元和节点供电的能源供给单元。4个部分。 5、无线传感网协议栈：应用层、传输层、网络层、数据链路层、物理层。（由上到下） 6、无线传感网与现有网络的区别： （1）网络规模方面，无线传感网包含的节点数量比ad-hoc网络高几个数量级 （2）分布密度方面，无线传感网节点的分布密度很大 （3）能量限制和环境因素，无线传感网节点易损坏出故障。 7、无线传感器节点的限制：电源能量有限，通信能力有限，计算和存储能力有限。 8、无线传感网的特点： （1）传感网规模大，密度高；（2）传感器节点的能量、计算能力和存储容量有限；（3） 无线传感网的拓扑结构易变化，具有自组织能力；（4）网络的自动管理和高度协作性；（5） 传感器节点具有数据融合能力；（6）以数为中心的网络；（7）安全性问题严重。 三、无线传感网MAC协议 1、无线传感网MAC协议设计面临的问题：空闲监听；冲突重传；控制开销；串扰。 2、基于争型MAC协议： （1）IEEE802.11MAC协议 有分布式协调（DCF）和节点协调（PCF）两种访问控制方式。 DCF是基本访问控制方式，载波侦听机制通过物理载波侦听和虚拟载波侦听来确定无 线信道的状态。 IEEE802.11MAC协议规定了三种基本帧间间隔，用来提供访问无线信道的优先级： SIFS：最短帧间间隔；BIFS：BCF方式下节点使用的帧间间隔；DIFS：DCF方式下节 点使用的帧间间隔。 （2）MAC协议 基本思想：1）采用周期性睡眠和监听的方法减少空闲监听带来的能量损耗。对周期性 同步睡眠和监听的调度进行同步，同步节点采用相同的调度，形成虚拟簇，同时进行周期性 睡眠和监听，适合多跳网络。2）当节点正在发送数据时，根据数据帧特殊字段让每个与此 次通信无关的邻居节点进入休眠状态，减少串扰带来的能量损耗。3）采用消息传递机制， 减少控制数据带来的能量损耗。 关键技术：1）周期性监听和睡眠2）自适应监听3）冲突和串音避免4）消息传递（分 片传输机制） （3）T-MAC协议 基本思想：数据的发送都是以突发方式进行的，每个节点都周期性的唤醒，进入活跃状 态，和邻居进行通信，然后进入睡眠状态，知道下一个周期的开始。同时，新的消息在队列 中进行缓存。节点之间单播通信使用RTS/CTS/DATA/ACK的方法，以确保避免冲突和可靠 传输。 关键技术：1）周期性侦听与同步2）RTS操作和Ta的选择3）串扰避免4）早睡问题： 预请求发送机制，满缓冲优先机制 （4）Sift协议 基本思想：1）网络中的数据传输由事件驱动，存在空间相关的竞争2）不是所有的节 点都需要报告3）节点的密度是时变的 Sift协议是一种基于CSMA机制的MAC协议，采用了固定长度的竞争窗口，共有32 个时隙，每个时隙长度为几十个毫秒，同时选择窗口中不同时隙的概率也不同。 3、S-MAC和T-MAC对比： S-MAC协议较好的解决了能量损耗的问题，但是较为固定的调度周期不能很好地适应网 络流量的变化。T-MAC协议采用了一种自适应调整占空比的方法，通过动态调整调度周期 中的活跃时间长度来改变占空比，可以更加有效的降低能量消耗。 4、基于时分复用的MAC协议： 优点：1）没有竞争机制的碰撞重传问题2）无隐藏终端问题3）数据传输时不需要过多的 控制信息4）节点在空闲时隙及时进入睡眠状态，适合于低功耗网络 DEANA协议：分布式能量感知节点活动协议。DEANA协议在数据时隙前加入了一个控 制时隙，使节点在得知不需要接受数据时进入睡眠状态，从而部分解决串音的问题。 TRAMA协议：流量自适应介质访问协议。节点通过NP协议获得一致的两跳内的拓扑信 息，通过SEP协议建立和维护发送各相关接收者的调度信息，通过AEA算法决定节点当前 的时隙活动策略，保证网络的高数