文档介绍：物联网技术概论物联网技术概论讲座人:李熠(湘潭大学信息工程学院) 第五讲无线传感网络 MAC 协议物联网技术概论 Slide 2内容提纲 MAC 协议 1. SMAC 协议 2. TMAC 协议 3. BMAC 协议 4. WISEMAC 协议 MAC 协议 MAC 协议 5. MAC 的跨层设计物联网技术概论 Slide 3? 1 概述物联网技术概论 Slide 4 无线频谱是无线通信的介质,这种广播介质属于稀缺资源。在无线传感器网络中,可能有多个节点设备同时接入信道,导致分组之间相互冲突,使接收方难以分辨出接收到的数据,从而浪费了信道资源,导致网络吞吐量下降。为了解决这些问题, 就需要设计介质访问控制(Medium Access Control , MAC) 协议。所谓 MAC 协议就是通过一组规则和过程来有效、有序和公平地使用共享介质。物联网技术概论 Slide 5(1) 采用分布式控制还是集中控制; (2) 使用单一共享信道还是多个信道; (3) 采用固定分配信道方式还是随机访问信道方式。目前无线传感器网络 MAC 协议可以按照下列条件进行分类: 物联网技术概论 Slide 6 本书根据上述的第三种分类方法,将传感器网络的 MAC 协议分为以下三种: (1) 时分复用无竞争接入方式(分配型) 。无线信道时分复用(Time Division Multiple Access ,TDMA) 方式给每个传感器节点分配固定的无线信道使用时段,避免节点之间相互干扰。物联网技术概论 Slide 7 (2) 随机竞争接入方式(竞争型) 。如果采用无线信道的随机竞争接入方式,节点在需要发送数据时随机使用无线信道,尽量减少节点间的干扰。典型的方法是采用载波侦听多路访问(Carrier Sense Multiple Access ,CSMA) 的MAC 协议。物联网技术概论 Slide 8(3) 竞争与固定分配相结合的接入方式(混合型) 。通过混合采用频分复用或者码分复用等方式,实现节点间无冲突的无线信道分配。物联网技术概论 Slide 9无线传感器网络 MAC 协议?网络特征–传感器节点能量受限–传感器节点失效概率大–传感器节点计算处理能力有限–通信带宽有限–以数据为中心–高密度、大规模随机分布?对 MAC 协议的设计提出了新的挑战! 物联网技术概论 Slide 10 基于竞争的随机访问 MAC 协议采用按需使用信道的方式,它的基本思想是当节点需要发送数据时,通过竞争方式使用无线信道,如果发送的数据产生了碰撞,就按照某种策略重发数据,直到数据发送成功或放弃发送。典型的基于竞争的随机访问 MAC 协议是载波侦听多路访问(CSMA) 接入方式。在无线局域网 IEEE MAC 协议的分布式协调工作模式中,就采用了带冲突避免的载波侦听多路访问(CSMA with Collision Avoidance ,CSMA/CA) 协议,它是基于竞争的无线网络 MAC 协议的典型代表。