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古连华
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Medium Access Control Issues in works无线传感器网络的媒体接入控制问题
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ABSTRACT
无线传感器网络的媒体接入控制近几年是一个非常活跃的研究领域。无线传感器网络的特点关注在能耗效率。有许多改进的工作需要在MAC层进行,但目前的努力尚未很好解决该问题。大部分的工作是对S-MAC协议的改进和完善。本文中我们指出未来媒体接入控制的研究方向。我们指出了一些公开的问题并讨论可能的解决办法。
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1. INTRODUCTION
MAC层在物理层之上,控制着射频功能。MAC协议关注于能耗效率,而不是传统无线网络的公平性、时延和带宽利用率等指标。这些协议在各种指标中平衡,尽量节省能耗。
MAC层的能量消耗主要来自于冲突、空闲侦听、串音和控制包的开销。
近来的MAC研究并没有一个清晰的趋势表明无线传感器网络的MAC在朝一个最好的解决方向集中。
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1. INTRODUCTION
大部分研究工作声明它相比于S-MAC协议有较好的表现。现在是时候指出其他的未解决的问题了,而不是只关注于能耗效率。本文中我们指出了WSN MAC协议研究、仿真和实验的方向,讨论技术的趋势,发现公开的一些问题并给出可能的解决方案。本文不讨论具体的MAC协议的区别以及它们的个别特点。
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2. RESEARCH ISSUES & DIRECTIONS
Towards a work Architecture
Standardized Radio Hardware
Peaceful Coexistence
Mobile works
New Optimization Criteria
Understanding and Exploiting Traffic Patterns
Simulations Considered Harmful
Embrace Software Radios
Real-World Experiments
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Towards a work Architecture朝向一个传感器网络的构架
无线传感器网络的跨层设计引向单一的、垂直集成的解决方案,它可能单独地能工作,但对于其他的研究组来说没什么用。传感器网络架构一个鼓舞人的进步是Polastre et al. protocol(SP),它是一个可替代目前的ZigBee的灵活的标准。
SP为MAC提供一个标准的接口,附加一些双向的反馈和提供一个很重要的步骤来构建一个大型的传感器网络架构。SP位于网络层和数据链路层之间。
未来的MAC设计者应该保持一个目标,转向一个传感器网络架构,并努力使用SP提供的服务。
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Standardized Radio Hardware标准化射频硬件
IEEE (物理层和媒介接入)的标准。IEEE 。
新的和正在出现的传感器网络硬件平台,像Moteiv、Sun Labs和CrossBow等,已经使用IEEE 。IEEE ,没有在软件上考虑控制射频的灵活性。
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Peaceful Coexistence和平共处
随着应用推广,不同厂商/平台的传感器网络需要在一个相同的物理环境、共同的频率带宽中运行()。这要求MAC协议需要对其他系统“友好”。
首先,MAC协议需要考虑其他系统或节点来保证无差错的运行。外部的信息要过滤,调度要调整,避免交织的活动部分,等等
第二,MAC协议必须考虑安全性,防止偷听和恶性行为。虽然几乎不可能避免攻击。TinySec是第一个在安全性方面考虑的MAC协议,但它依赖于共享密钥。更高级的策略需要提出。
注意的是硬件解决方案,如提供多射频信道,会减轻一些共处的问题,但安全问题仍需要被关注和解决。
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Mobile works移动传感器网络
MAC层的研究者通常忽视移动性,因为传感器网络原本就假定为由静止的节点构成的。然而,近来的工作像RoboMote和Parasitic-Mobility允许了传感器网络的移动性。因此,近来多了很多关于移动传感器网络MAC的研究,如MMAC,但仍有许多工作需要做。
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