对比传感网传输层协议.docx

对比传感网传输层协议篇一:无线传感网试题南京工程一、无线传感网概述 1、什么叫无线传感器网络? 无线传感网是当前在国际上备受关注的、涉及多学科高度交叉、知识高度集成的前沿热点研究领域。它综合了传感器技术、嵌入式计算机技术、现代网络及天线通信技术、分布式信息处理技术等,能够通过各类集成化的微型传感器协作地实时监控、感知和采集各种环境或检测对象的信息,这些信息通过无线方式被发送,并以自组多跳网络方式传送到终端,从而实现物理世界、计算机世界以及人类社会三元世界的连通。 2、无线传感网的三个要素:传感器、感知对象和观察者。 3、网络体系结构:由传感网、传输网、监控管理中心构成。 4、无线传感网的节点结构:数据采集的感知单元、数据处理和存储单元、通信收发的传输单元和节点供电的能源供给单元。4个部分。 5、无线传感网协议栈:应用层、传输层、网络层、数据链路层、物理层。(由上到下) 6、无线传感网与现有网络的区别: (1)网络规模方面,无线传感网包含的节点数量比ad-hoc网络高几个数量级(2)分布密度方面,无线传感网节点的分布密度很大(3)能量限制和环境因素,无线传感网节点易损坏出故障。 7、无线传感器节点的限制:电源能量有限,通信能力有限,计算和存储能力有限。 8、无线传感网的特点: (1)传感网规模大,密度高;(2)传感器节点的能量、计算能力和存储容量有限;(3) 无线传感网的拓扑结构易变化,具有自组织能力;(4)网络的自动管理和高度协作性;(5) 传感器节点具有数据融合能力;(6)以数为中心的网络;(7)安全性问题严重。三、无线传感网MAC协议 1、无线传感网MAC协议设计面临的问题:空闲监听;冲突重传;控制开销;串扰。 2、基于争型MAC协议: (1)协议有分布式协调(DCF)和节点协调(PCF)两种访问控制方式。 DCF是基本访问控制方式,载波侦听机制通过物理载波侦听和虚拟载波侦听来确定无线信道的状态。协议规定了三种基本帧间间隔,用来提供访问无线信道的优先级: SIFS:最短帧间间隔;BIFS:BCF方式下节点使用的帧间间隔;DIFS:DCF方式下节点使用的帧间间隔。(2)MAC协议基本思想:1)采用周期性睡眠和监听的方法减少空闲监听带来的能量损耗。对周期性同步睡眠和监听的调度进行同步,同步节点采用相同的调度,形成虚拟簇,同时进行周期性睡眠和监听,适合多跳网络。2)当节点正在发送数据时,根据数据帧特殊字段让每个与此次通信无关的邻居节点进入休眠状态,减少串扰带来的能量损耗。3)采用消息传递机制。减少控制数据带来的能量损耗。关键技术:1)周期性监听和睡眠2)自适应监听3)冲突和串音避免4)消息传递(分片传输机制) (3)T-MAC协议基本思想:数据的发送都是以突发方式进行的,每个节点都周期性的唤醒,进入活跃状态,和邻居进行通信,然后进入睡眠状态,知道下一个周期的开始。同时,新的消息在队列中进行缓存。节点之间单播通信使用RTS/CTS/DATA/ACK的方法,以确保避免冲突和可靠传输。关键技术:1)周期性侦听与同步2)RTS操作和Ta的选择3)串扰避免4)早睡问题: 预请求发送机制,满缓冲优先机制(4)Sift协议基本思想:1)网络中的数据传输由事件驱动,存在空间相关的竞争2)不是所有的节点都需要报告3)节点的密度是时变的 Sift协议是一种基于CSMA机制的MAC协议,采用了固定长度的竞争窗口,共有32 个时隙,每个时隙长度为几十个毫秒,同时选择窗口中不同时隙的概率也不同。 3、S-MAC和T-MAC对比: S-MAC协议较好的解决了能量损耗的问题,但是较为固定的调度周期不能很好地适应网络流量的变化。T-MAC协议采用了一种自适应调整占空比的方法,通过动态调整调度周期中的活跃时间长度来改变占空比,可以更加有效的降低能量消耗。 4、基于时分复用的MAC协议: 优点:1)没有竞争机制的碰撞重传问题2)无隐藏终端问题3)数据传输时不需要过多的控制信息4)节点在空闲时隙及时进入睡眠状态,适合于低功耗网络 DEANA协议:分布式能量感知节点活动协议。DEANA协议在数据时隙前加入了一个控制时隙,使节点在得知不需要接受数据时进入睡眠状态,从而部分解决串音的问题。 TRAMA协议:流量自适应介质访问协议。节点通过NP协议获得一致的两跳内的拓扑信息,通过SEP协议建立和维护发送各相关接收者的调度信息,通过AEA算法决定节点当前的时隙活动策略,保证网络的高数据传输率,但该节点要求有较大的内存空间。 DMAC协议:基于S-MAC和T-MAC协议的思想,采用预先分配的方式来避免睡眠延迟。交错唤醒机制,自适应占空比机制,数据预测机制,MTS帧机制。四、标准与ZigBee协议 1、根据设备所具有的通信能力,可以分为全功能设备(FFD)和精简功能设备。 Zig