關(guān)于無線傳感器，前文已經(jīng)有很詳細的介紹了。作為未來科技發(fā)展的重點，無線傳感器以兩大科技相繼于一身——無線技術(shù)+微傳感技術(shù)。那么本文重點介紹的是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議分類。

根據(jù)節(jié)點訪問信道方式的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議分類

目前針對不同的傳感器">傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，研究人員從不同的方面提出了多種MAC協(xié)議，但目前對WSN的MAC協(xié)議還缺乏一個統(tǒng)一的分類方式。本節(jié)提出的MAC分類方法是根據(jù)節(jié)點訪問信道的方式：給節(jié)點分配固定的無線信道還是節(jié)點隨機競爭訪問信道，將WSN的MAC協(xié)議分為4類：基于競爭(Contention-based)的MAC協(xié)議;基于調(diào)度算法(Scheduling-based)的MAC協(xié)議;非碰撞(Collision free)的MAC協(xié)議;混合(Hybrid scheme)的MAC辦議。

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議分類——基于競爭的MAC協(xié)議

多數(shù)分布式MAC協(xié)議采用載波偵聽或沖突避免機制并采用附加的信令控制消息來處理隱藏和暴露節(jié)點問題。基于競爭隨機訪問的MAC協(xié)議是節(jié)點需要發(fā)送數(shù)據(jù)時，通過競爭方式使用無線信道。IEEE802.11 MAC協(xié)議采用帶沖突避免的載波偵聽多路訪問(Carrier SensorMultiple Access with Collision Avoidance，CSMA/CA)是典型的基于競爭MAC協(xié)議。在IEEES02.11 MAC協(xié)議的基礎(chǔ)上，研究人員提出了許多用于傳感器">傳感器網(wǎng)絡(luò)的基于競爭的MAC協(xié)議，例如：S-MAC協(xié)議、T-MAC協(xié)議、ARC-MAC協(xié)議、Sift-MAC協(xié)議、Wise-MAC協(xié)議等。

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議分類——基于CSMA/CA的MAC協(xié)議

CSMA/CA主要應(yīng)用于無線局域網(wǎng)IEEE802.11MAC協(xié)議在分布式協(xié)凋(Distributed Coordination Function，DCF)工作模式下的一種協(xié)議。在DCF工作模式下，節(jié)點在偵聽到無線信道忙之后，采用CSMA/CA機制和隨機退避算法，實現(xiàn)無線信道的共享。

IEEE802.15.4基本上是應(yīng)用類似IEEF802.11的CSMA/CA方式競爭通信，節(jié)點定期偵聽信道，接收Beacon幀.在沒有數(shù)據(jù)發(fā)送和接收時進入休眠轉(zhuǎn)臺，協(xié)調(diào)器(Coordinator)緩存發(fā)往休眠節(jié)點的數(shù)據(jù)，定期發(fā)送Beacon幀，幀攜帶這些數(shù)據(jù)的目的節(jié)點地址，節(jié)點發(fā)現(xiàn)協(xié)調(diào)器緩存了發(fā)往自己的數(shù)據(jù)之后，向其發(fā)送POLL幀，表示自己可以接收數(shù)據(jù)，協(xié)凋器在收到POLL幀之后，首先向節(jié)點發(fā)送ACK幀，隨后發(fā)送緩存的數(shù)據(jù)，在收到數(shù)據(jù)之后，節(jié)點向協(xié)調(diào)器發(fā)送ACK幀。

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議分類——S-MAC協(xié)議

S-MAC(Sensor-MAC)協(xié)議是較早的針對WSN的一種MAC協(xié)議，他是在802.11MAC的基礎(chǔ)上，采用下面介紹的多種機制來減少了節(jié)點能量的消耗。固定周期性的偵聽和睡眠：為了減少能量的消牦，傳感器">傳感器節(jié)點要盡量處于低功牦的睡眠狀態(tài)。S-MAC協(xié)議采用了低占空比的周期性睡眠/偵聽。為了使得S-MAC協(xié)議具有良好的擴展性，在覆蓋網(wǎng)絡(luò)中形成眾多不同的虛擬簇。

消息傳遞技術(shù)：對于無線信道，傳輸差錯與包長度成正比，短包成功傳輸?shù)母怕室笥陂L包。在S-MAC協(xié)議中消息傳遞技術(shù)將長消息分成若干短包，利用RTS/CTS握手機制，一次性發(fā)送整個長消息，這樣既提高發(fā)送成功率，有減少了控制消息。流量自適應(yīng)偵聽機制：傳感器">傳感器節(jié)點在與鄰居節(jié)點通信結(jié)束后不立即進入睡眠狀態(tài)，而保持偵聽一段時間，采用流量自適應(yīng)偵聽機制，減少了網(wǎng)絡(luò)中的傳輸延遲。

S-MAC協(xié)議與IEEE802.11 MAC相比，在節(jié)能方面有了很大的改善。但睡眠機制的引入，使得網(wǎng)絡(luò)的傳輸延遲增加，吞吐量下降。針對S-MAC協(xié)議存在的不足，研究人員對其進行了改進，提出了一種帶有自適應(yīng)睡眠的S-MAC協(xié)議。

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議分類——T-MAC協(xié)議

T-MAC(Timeout-MAC)協(xié)議與自適應(yīng)睡眠的S-MAC協(xié)議基本思想大體相同。數(shù)據(jù)傳輸仍然采用RTS/CTS/DATA/ACK的4次握手機制，不同的是在節(jié)點活動的時隙內(nèi)插入了一個TA(Time Active)時隙，若TA時隙之間沒有任何時間發(fā)生，則活動結(jié)束進入睡眠狀態(tài)。TA的取值對于T-MAC協(xié)議性能至關(guān)重要，其約束條件為：TA=m(C+R+T)，m>1，其中C為競爭信道時間，R為發(fā)送RTS分組的時間，T為RTS分組結(jié)束到發(fā)出CTS分組開始的時間。在仿真的時候，一般選取m=1.5，即：TA=1.5