S-MAC協(xié)議的詳細(xì)資料介紹

　　因?yàn)?a href='http://srfitnesspt.com/v/tag/117/' target='_blank' class='arckwlink_none'>傳感器網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的能量資源非常有限，所以設(shè)計(jì)MAC協(xié)議時能源有效性應(yīng)放在首位來考慮。在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，除了正常的數(shù)據(jù)收發(fā)消耗能量外，MAC層上的能量損耗主要來自以下幾個方面：

　?。?）空閑偵聽（idlelistening）：網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)不知道鄰居節(jié)點(diǎn)何時向自己發(fā)送數(shù)據(jù)，其射頻模塊必須一直處于活動狀態(tài)，因此消耗大量的能源。這是節(jié)點(diǎn)能量消耗的最主要來源，因?yàn)榈湫偷纳漕l收發(fā)器處于接收模式時消耗的能量比其處于待命模式多兩個數(shù)量級。另外，為避免沖突，節(jié)點(diǎn)也需要不斷的偵聽信道，查詢信道是否被占用。在沒有或者很少有數(shù)據(jù)產(chǎn)生的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中，空閑偵聽的代價也是很大的。

　?。?）碰撞沖突（collision）：主要由于兩個或多個節(jié)點(diǎn)在同一個時間段向同一個節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)包，處在接收狀態(tài)的節(jié)點(diǎn)發(fā)生沖突，造成信號間相互干擾，導(dǎo)致數(shù)據(jù)包被破壞，接收節(jié)點(diǎn)收到的信息都是沒用的，應(yīng)丟棄，源節(jié)點(diǎn)需要重新發(fā)送。發(fā)送和接收這些錯誤數(shù)據(jù)的能量將被損耗掉，這樣不僅造成了能量浪費(fèi)還增加了消息延遲。利用RTS／CTS握手機(jī)制可解決沖突問題，但帶來額外的協(xié)議開銷。

　　（3）串?dāng)_（overhearing）：在網(wǎng)絡(luò)中，每個節(jié)點(diǎn)都是以廣播的形式發(fā)送消息的，不是點(diǎn)對點(diǎn)的形式，節(jié)點(diǎn)廣播范圍內(nèi)的節(jié)點(diǎn)就可能接收到發(fā)向其他節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)包，造成串音干擾。當(dāng)節(jié)點(diǎn)密度很大或者需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)很多的時候，串?dāng)_消耗的能量也是很可觀的。為盡量避免這種情況，節(jié)點(diǎn)應(yīng)該在無數(shù)據(jù)收發(fā)時關(guān)閉其接收器。

　?。?）控制信息開銷control packet overhead）：大多數(shù)的MAC層協(xié)議需要節(jié)點(diǎn)相互

　　之間交換控制信息，這些信息的交換也將損耗一定的能量，MAC的報頭和控制

　　包（如RTS／CTS／ACK）不傳送有效數(shù)據(jù)，消耗的能量對用戶來說是無效的。當(dāng)傳送僅包含幾個字節(jié)的數(shù)據(jù)時，協(xié)議開銷很大。另外在無線傳感網(wǎng)中，由于節(jié)點(diǎn)比較“脆弱”（攜帶有限的能量、易損壞等），每個節(jié)點(diǎn)需要確認(rèn)其鄰居節(jié)點(diǎn)處于什么狀態(tài)（是否存活等），因此，也需要發(fā)送或接收一些消息。在有的無線傳感網(wǎng)中需要進(jìn)行同步，通過周期的發(fā)送同步消息，對節(jié)點(diǎn)進(jìn)行同步，這些都需要消耗能量。

　　傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)本身具有一定的計(jì)算能力和存儲能力，可以根據(jù)物理環(huán)境的變化進(jìn)行較為復(fù)雜的監(jiān)控，傳感器節(jié)點(diǎn)還具有無線通信能力，可以在節(jié)點(diǎn)間進(jìn)行協(xié)同監(jiān)控?？紤]到監(jiān)測應(yīng)用中的實(shí)際情況，傳感器節(jié)點(diǎn)很可能處在人很難觸及或者無法接近的地方，因此難以更換電池。故對于這類網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，節(jié)能是MAC協(xié)議設(shè)計(jì)的首要考慮因素。因?yàn)閭鞲衅鞴?jié)點(diǎn)的計(jì)算能力、存儲能力和通信能力都有限，每個節(jié)點(diǎn)只能獲得局部網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫畔?，因此在?jié)點(diǎn)上運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議也要盡可能的簡單。

　　針對無限傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用要求，S-MAC協(xié)議應(yīng)運(yùn)而生，協(xié)議主要

　　是在一下幾個方面做出了創(chuàng)新

　　1．周期性偵聽和休眠

　　2．沖突避免

　　3. 流量自適應(yīng)偵聽機(jī)制