● 摘要
在设计无线传感器网络的MAC协议时,吞吐量与能量有效性通常是矛盾对立的。如果追求较少的能量损耗,则必然会以损失吞吐量为代价。考虑到无线传感器网路节点数量众多、节点依靠电池供电以及电池无法更换的特点,能量有效性是无线传感器网络MAC协议应考虑的最重要的问题。能量有效性的优劣是决定无线传感器网络能否真正应用于实际的关键。 本文提出DTEE (Dynamic Throughput Energy Efficiency) MAC协议来通过相邻节点选择不同的发送时间间隔来躲避竞争信道带来的碰撞。同时,DTEE MAC协议给相邻节点之间的共同的唤醒时间间隔中分配合理的数据传输量,配合RTS/CTS机制使节点尽可能多的时间处于睡眠状态,从而达到较少的能量损耗。 除了能量有效性,在很多情况下,网络对于动态增加的网络负载的承载能力也不能忽略。无线传感器网络的网络负载的大小与变化情况通常是根据具体的应用而有不同的。在有些网络中,可能会经常出现短时的大网络负载。例如,在无线传感器网络跟踪定位系统中,网络负载的大小与检测区域内检测目标的数量成正比。在这种情况下,尽管有时目标数量巨大,网络短时出现较大的负载,而这种应用背景仍然要求网络必须能够承载这种短时大网络负载。 基于这种考虑,DTEE MAC协议综合考虑吞吐量和能量有效性。在网络负载显著增大时,通过增加唤醒时间来提供适合的带宽来承载增大的网络负载。在保证适当的吞吐量的条件下,尽可能地实现最佳能量有效性。
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