提出一种计算MAC层信道利用效率的方法,从成帧效率、信道共享效率和冲突避免三个方面建立模型,对无线传感网络MAC层应用协议S-MAC和IEEE802.15.4进行计算分析,并将此两种协议的信道利用效率与IEEE802.11的信道利用效率进行对比,结合软件仿真说明S-MAC与IEEE802.15.4两种协议的适用范围.

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第2 O卷

第 7期

传感技术学报 C NE E J UR L OF S S RS A HI S O NA EN O ND C AT S A TU OR

V0 . 0 No 7 12 .

20 0 7年 7月

J L 20 g .0 7

Re e r h o — AC n EEE8 2 1 4 M AC y r Ch n lUtlz d Ef i i nc s a c fS M adI 0 . 5. La e a ne ii e fc e y Z HOU L i,XI J a— ig, e NG inp n yU—a, HOU a Qi i Z c Yh (. co l _ 1S h o厂hf r to cec n n iern 0 omainS inea d E gne ig,S a d n nvriy, ia 5 1 0 C ia h n o gU ies t Jn n2 0 0, hn )

Ab ta t Pr s n e eh df r ac lt g t eM AC y rc a n l t i d ef in y, n lz d t r t - sr c: e e t dam t o o lu a i h c n l e h n e iz fi e c a ay e wop o o a u le c c l n wie e ss n o e wo k s c s S M AC n EE 8 2 1 . o s i r ls e s rn t r u h a - a d I E 0 . 5 4,c l u a e h AC y rc a n l t ac ltd t eM l e h n e i a u—

l e fiin y fo t e p rp c ieO rm e f r n fiin y。M AC p o e u e o e h a fiin y a d i d ef e c t m h e s e t ffa o mi g e f e c z c v c r c d r v r e d ef e c n c c l so v ia c,me n i,c mp rd t EEE 8 2 1 r t c l n lu ia e t i ua in Ot— ol in a od n e i a wh l e o ae o I 0 . 1p o o o d i m n tdwih sm lto . a l h e wie h p l a in a e ft e b t r t c l S M AC a d I r s,t e a p i t r a o h o h p o o o s - c o n EEE 8 2 1 . Se p a ie . 0 . 5 4 i m h sz d

Ke o d:S M AC;

I EE 0 . 5 4;I yw r s - E 82 1. EEE 8 2 1; h n e tl e fiin y 0 . l c a n 1 iz d e f e c u i c EEACC: 5 P 61 0

SMA - C与 I E 8 2 1. E E 0 .5 4的 MA C层信道利用效率研究 * 周磊，邢建平，喻其财， 燕周 (山东大学信息科学与工程学院，济南 2 0 0 ) 5 1 0

摘要：提出一种计算 MA层信道利用效率的方法， C从成帧效率、信道共享效率和冲突避免三个方面建立模型，对无线传感 网络 MAC层应用协议 SMAC和 I E 82 1.进行计算分析， - E E 0.54并将此两种协议的信道利用效率与 I E 8 2 1 E E 0. 1的信道利用效率进行对比，结合软件仿真说明 SMA - C与 I E 8 2 1 .两种协议的适用范围. E E 0.54

关键词：- C IE 21.; E E8 21; SMA; E E8 .54 IE 0.1信道利用效率 0

中图分类号： P 9 . 7 T 33 1

文献标识码： A

文章编号：0 4 1 9 ( 0 7 0—5 40 1 0—6 9 2 0 ) 71 6—4

无线传感网络 ( rls esrnt r, wi es sno ewok e WS做为一种有着广泛应用前景的新技术， N)有着与传统无线网络不同的特点，得其他无线网使络的协议不能直接应用于其中l .线传感网络 _无 1]中的介质访问控制 ( du acs cnrl meim ces o t, o MAC)议规定了无线信道的使用方式，定如协决

1无线传感网络 MA C协议 1 1 SMAC协议 .￣

S MAC协议是在 I E 8 2 1协议基础上， - E E 0. l针

对无线传感网络的节能需求而提出的 MAC层协 议I . l为减少碰撞和避免串音， -] SMAC协议采用与

何在节点之间分配有限的通信资源.目前成熟的 无线传感网络 MAC协议有很多种，中应用比其 较广泛的有 SMAC与 I E 8 2 1 . - E E 0 . 5 4协议 .虽

I E 82 1似的虚拟和物理载波侦听机制， E E 0. l类以及 RT/ TS的通告机制， SC每个节点在传输数据时， 都要经历 R/ TS D A/ K的通信过程. TSC/ AT AC另外，- SMAC协议增加了周

期性侦听/眠机制来降睡低节点能量的消耗，居节点通过协商的一致性睡邻眠调度机制减少空闲侦听时间，当邻居节点处于通

然这两种协议都对传输速率进行了规范，在实但际使用中传输的净数据率远低于标称值，就涉这及到了信道利用效率的问题 .此，这两种协由对议 MAC层信道利用效率进行分析，将结果与并无线局域网 I E 8 2 1协议的信道利用情况进 E E0. l 行对比.

信过程时，空闲节点进入睡眠状态；为保证完整数据的传输，- SMAC协议利用 R/ T TS C S机制一次预约 发送整个长消息的时间，把一个长消息分割成几并

基金项目：山东省自然科技基金资助 (2 0 3 ) 0 5 1收稿日期：O 60—5 2 O—90修改日期：O 61—8 2O—22