無線傳感器網絡MAC協議特點與設計原則

無線傳感器網絡MAC協議特點與設計原則
MAC協議就是當信道使用產生競爭時，如何采用有效協調機製或服務準則來分配信道的使用權。
　　MAC協議：以一定的順序和有效的方式分配節點訪問媒體的規則。
　　MAC協議的功能：決定終端通過何種方式接入介質傳送數據包，處理MAC的組織結構及協調終端節點共享信道資源，規範網絡中業務源的接入、避免衝突、功率控製、QoS管理等。
　　選擇適當的MAC協議，提高無線資源的使用效率，提高係統的容量和傳輸質量。
　　由於WSN獨特的資源限製和應用要求，設計MAC協議時，有以下幾個原則：
　　（1）能量有效性
　　由於節點一般采用電池供電，電池能量難以補充和更換，有效利用節點能量，延長網絡生存時間，是設計網絡各層協議要考慮的重要問題。節點能耗消耗中，無線收發電路消耗占據絕大部分，MAC協議直接控製無線收發電路，因此MAC協議的能量有效性直接影響節點和網絡的生存壽命。
　　（2）可擴展性
　　是MAC協議適應網絡大小、拓撲結構、節點密度不斷變化的能力。一個好的MAC協議應具有可擴展性，以適應網絡的動態變化。
　　（3）衝突避免
　　是MAC協議的基本任務。在WSN中，衝突避免的能力直接影響網絡的吞吐量性能、帶寬利用率以及節點的節能效果。
　　（4）延遲
　　指從發送節點向接收節點發送一個數據包需要的時間。在WSN中，延遲的重要性取決於具體的應用要求，與網絡拓撲結構也有關係。
　　（5）吞吐量
　　指在單位時間內從發送節點到接收節點傳輸的數據量。網絡的吞吐量受許多因素的影響，例如衝突避免機製的有效性、信道利用率、延遲、控製開銷等。
　　（6）公平性
　　指網絡中的節點能夠平等地共享信道。對於節點間共同協作完成同一個任務，保證網絡性能具有重要意義。
　　傳統的MAC協議的設計目標是最大化吞吐量、最小化時延並且提供公平性。而為無線傳感器網絡設計的MAC協議關注的是最小化能耗，這就決定了它要適度地減小吞吐量和增加時延。