第6次课WSN通信与组网技术02

1、第第6 6次课次课 WSN WSN通信与组网技术通信与组网技术(2)(2)学习目标学习目标( (了解为主了解为主) )了解网络层协议了解Event-to-Sink传输了解Sink-to-Sensor传输了解传感器管理协议了解任务分派和数据广播协议了解MAC协议分类了解IEEE802.11协议了解基于竞争的MAC协议了解基于时分复用的MAC协议无线传感器网络协议的无线传感器网络协议的分层结构分层结构4 4.5 .5 传输层协议传输层协议一般而言，传输层的一般而言，传输层的主要目标主要目标是：是：采用多路技术和分离技术作为应用层和网络层的桥梁；采用多路技术和分离技术作为应用层和网络层的桥梁；根据应

2、用层的特定根据应用层的特定可靠度需求可靠度需求在源节点和汇节点间提供带有在源节点和汇节点间提供带有误差控制误差控制机制的机制的数据传递数据传递服务；服务；通过通过流动流动和和拥塞拥塞机制调节注入网络的信息量。机制调节注入网络的信息量。无线传感节点的能量、处理能力和硬件的限制对设计传输层协议带来了无线传感节点的能量、处理能力和硬件的限制对设计传输层协议带来了更多的约束。更多的约束。 无线传感网络与其他常规网络模式不同，需要根据特定无线传感网络与其他常规网络模式不同，需要根据特定传感应用目标传感应用目标进进行布置，应用范围十分广泛。无线传感网络这些特定目标也影响了传输行布置，应用范围十分广泛。无线

3、传感网络这些特定目标也影响了传输层协议的设计需要。例如，根据不同应用布置的无线传感网络可能需要层协议的设计需要。例如，根据不同应用布置的无线传感网络可能需要不同的可靠度等级和常规控制方式。传输层协议的设计原理不同的可靠度等级和常规控制方式。传输层协议的设计原理主要主要由无线由无线传感节点的传感节点的约束约束和和特定应用特定应用决定。决定。4 4.5 .5 传输层协议传输层协议4 4.5.1 Event-to-Sink.5.1 Event-to-Sink传输传输无线传感网络传输层的无线传感网络传输层的Event-to-SinkEvent-to-Sink可靠度可靠度是必要的，包括了事件特是必要的，

4、包括了事件特征到征到SinkSink节点的可靠通信，而不是针对区域内各节点生成的单个传感报节点的可靠通信，而不是针对区域内各节点生成的单个传感报告告/ /数据包进行基于数据包的可靠传递。图数据包进行基于数据包的可靠传递。图3-63-6说明了以收集事件到说明了以收集事件到SinkSink节点数据流的识别符为基础的节点数据流的识别符为基础的Event-to-SinkEvent-to-Sink可靠传输概念。（智能家可靠传输概念。（智能家居例外）居例外）为了在为了在SinkSink节点提供可靠事件探测，传输层还需要解决节点提供可靠事件探测，传输层还需要解决前向路径上可能前向路径上可能的拥塞的拥塞。一旦

5、事件被观察对象覆盖区域。一旦事件被观察对象覆盖区域( (即事件半径范围即事件半径范围) )内一定数量的内一定数量的无线传感节点感知，这些节点将生成大量的数据，这很容易造成前向路无线传感节点感知，这些节点将生成大量的数据，这很容易造成前向路径上的拥塞。过度的网络能力对径上的拥塞。过度的网络能力对SinkSink节点的有效输出是有害的，需要在节点的有效输出是有害的，需要在传输层进行传输层进行拥塞控制拥塞控制来确保在来确保在SinkSink节点处可靠的事件探测。尽管网络拥节点处可靠的事件探测。尽管网络拥塞时数据包丢失塞时数据包丢失( (由相关数据流造成由相关数据流造成) )情况可以体现情况可以体现E

6、vent-to-SinkEvent-to-Sink可靠可靠度，但在保证度，但在保证SinkSink节点所需精度等级的同时，合理的拥塞控制机制有助节点所需精度等级的同时，合理的拥塞控制机制有助于节省能量。于节省能量。3.5.1 Event-to-Sink3.5.1 Event-to-Sink传输传输与常规与常规End-to-EndEnd-to-End可靠度传输层协议不同，事件到中心节点可靠传输可靠度传输层协议不同，事件到中心节点可靠传输( (ESRTESRT，Event-to-Sink Reliable Transport)Event-to-Sink Reliable Transport)协议协

7、议以以Event-to-SinkEvent-to-Sink可可靠度概念为基础，提供了不需要任何中介存储的可靠事件探测。靠度概念为基础，提供了不需要任何中介存储的可靠事件探测。ESRTESRT是是一种新的数据解决方案，其目的是在无线传感网络中一种新的数据解决方案，其目的是在无线传感网络中用最少的能量花费用最少的能量花费完成可靠事件探测。其中包括拥塞控制部分，可实现完成可靠事件探测。其中包括拥塞控制部分，可实现可靠可靠和和节能节能的双重的双重目标。同时，目标。同时，ESRTESRT不需要各个传感器的标识符，仅需要事件不需要各个传感器的标识符，仅需要事件IDID。十分重。十分重要的一点是，要的一点是

8、，ESRTESRT算法主要算法主要在在SinkSink节点上运行节点上运行，使资源有限的无线传感，使资源有限的无线传感节点需要完成的工作量最小化。节点需要完成的工作量最小化。4 4.5.1 Event-to-Sink.5.1 Event-to-Sink传输传输4 4.5.2 Sink-to-Sensors.5.2 Sink-to-Sensors传输传输可操作二进制码和特定应用可操作二进制码和特定应用查询查询与与命令命令的的Sink-to-SensorsSink-to-Sensors传输需传输需要更高的可靠度，这种要求包括了一定等级的要更高的可靠度，这种要求包括了一定等级的重新传送重新传送和和确

9、认机制确认机制。返回路径上的返回路径上的Sink-to-SensorsSink-to-Sensors数据传输主要数据传输主要由由SinkSink节点节点发起，因发起，因此具有足够能量和通信资源的此具有足够能量和通信资源的SinkSink节点可使用大功率天线广播数据。节点可使用大功率天线广播数据。这有助于减少多跳无线传感网络基础设施传送的数据量，从而节省这有助于减少多跳无线传感网络基础设施传送的数据量，从而节省节点能量。节点能量。4 4.6.6应用层协议应用层协议 传感器管理协议 任务分派和数据广播协议 传感器查询与数据分发协议4 4.6.1 .6.1 传感器管理协议传感器管理协议系统管理通过采

10、用系统管理通过采用传感器管理协议传感器管理协议(SMP(SMP，Sensor Management Sensor Management Protocol)Protocol)与无线传感网络进行交互。与无线传感网络进行交互。无线传感网络与其他很多网无线传感网络与其他很多网络不同，节点没有全局络不同，节点没有全局IDID（局域（局域IDID？) )，而且，而且一般缺少基础设施。一般缺少基础设施。因此，因此，SMPSMP需要采用基于需要采用基于属性的命名属性的命名和基于和基于位置的选址位置的选址对节点进行对节点进行访问访问。SMPSMP是提供软件操作的管理协议，这些软件操作是以下管理任务所必需的是提供

11、软件操作的管理协议，这些软件操作是以下管理任务所必需的：将与数据聚集、基于属性的命名和聚类相关的规则引入无线传感节点；将与数据聚集、基于属性的命名和聚类相关的规则引入无线传感节点；交换与位置搜寻相关的数据；交换与位置搜寻相关的数据；无线传感节点的时钟同步；无线传感节点的时钟同步；移动无线传感节点；移动无线传感节点；打开和关闭无线传感节点；打开和关闭无线传感节点；查询无线传感网络设置和节点状态，重新设置无线传感网络；查询无线传感网络设置和节点状态，重新设置无线传感网络；认证、密码分配与数据通信安全。认证、密码分配与数据通信安全。4 4.6.1.6.1传感器管理协议传感器管理协议4 4.6.2.6

12、.2任务分派与数据广播协议任务分派与数据广播协议无线传感网络的另一个重要操作是无线传感网络的另一个重要操作是“兴趣兴趣”分发分发。用户向无线传感节点、。用户向无线传感节点、节点的子集或整个网络发送其节点的子集或整个网络发送其“兴趣兴趣”内容。此内容。此“兴趣兴趣”内容可与观察内容可与观察对象的某种属性相关，或者与一个触发事件相关。另一种方式是对对象的某种属性相关，或者与一个触发事件相关。另一种方式是对可用可用数据数据进行广播。无线传感节点将可用数据广播给用户，而用户查询其感进行广播。无线传感节点将可用数据广播给用户，而用户查询其感兴趣的数据。应用层协议为用户软件提供了兴趣的数据。应用层协议为用

13、户软件提供了“兴趣兴趣”分发的有效接口的，分发的有效接口的，对较低层操作对较低层操作( (例如路由例如路由) )十分有用。十分有用。4 4.6.3.6.3传感器查询与数据分发协议传感器查询与数据分发协议传感器传感器查询查询和和数据分发数据分发协议协议(SQDDP(SQDDP，Sensor Query and Data Sensor Query and Data Dissemination Protocol)Dissemination Protocol)为用户应用提供了问题查询、查询响应和搜为用户应用提供了问题查询、查询响应和搜集答复的接口。这些查询一般不向特定节点发送，而是采用了基于属性集答复

14、的接口。这些查询一般不向特定节点发送，而是采用了基于属性或位置的命名。或位置的命名。 传感器查询和任务语言传感器查询和任务语言(SQTL(SQTL，Sensor Query and Tasking Language)Sensor Query and Tasking Language)提供了更多服务种类。提供了更多服务种类。 SQTLSQTL支持支持3 3种事件种事件，这些事件用关键词，这些事件用关键词receivereceive、everyevery和和expireexpire定义。定义。关键词关键词receivereceive规定了收到一个消息时由无线传感节点生成的事件；规定了收到一个消息时

15、由无线传感节点生成的事件；关键词关键词everyevery规定了采用计时器定时而周期性产生的事件；规定了采用计时器定时而周期性产生的事件；关键词关键词expireexpire规定了计时器超时引发的事件。规定了计时器超时引发的事件。若无线传感节点收到预期消息，而且消息包含一个脚本，则运行此脚本。若无线传感节点收到预期消息，而且消息包含一个脚本，则运行此脚本。虽然已经定义了虽然已经定义了SQTLSQTL，但可为各种应用开发不同类别的，但可为各种应用开发不同类别的SQDDPSQDDP。每种应用。每种应用中，中，SQDDPSQDDP都有特定的执行方式。都有特定的执行方式。4 4.6.3.6.3传感器查

16、询与数据分发协议传感器查询与数据分发协议4.7.1 MAC4.7.1 MAC协议的分类协议的分类针对不同的传感器网络应用，研究人员从不同方面提出了多个针对不同的传感器网络应用，研究人员从不同方面提出了多个MACMAC协议，一般可以按照下列几种方式进行分类。协议，一般可以按照下列几种方式进行分类。 1 1信道数信道数-单信道、双信道的单信道、双信道的MACMAC协议协议; ; 2 2信道分配方式信道分配方式-基于基于TDMATDMA的时分复用固定式、基于的时分复用固定式、基于CSMACSMA的随机竞的随机竞争式和混合式争式和混合式3 3种种 ; ; 3 3节点的工作方式节点的工作方式-侦听、唤醒

17、和调度侦听、唤醒和调度3 3种种 ; 4 4控制方式控制方式-分布式执行的协议和集中控制的协议分布式执行的协议和集中控制的协议 。4.7 MAC4.7 MAC协议协议4.7.2 IEEE 802.114.7.2 IEEE 802.11协议协议( (简述了解简述了解) )1 1. . IEEE 802.11 IEEE 802.11网络拓扑结构网络拓扑结构（1 1） Ad Hoc Ad Hoc网络形式网络形式 （2 2）基础结构网络形式）基础结构网络形式 （3 3） 扩展服务集结构形式扩展服务集结构形式 2 IEEE 802. 11 2 IEEE 802. 11 协议协议MACMAC层的工作模式层

18、的工作模式载波监听多点接入载波监听多点接入CSMA(Carrier Sense Multiple Access)称为称为载波侦听载波侦听多点访问协议多点访问协议。 CSMA协议内容：协议内容： (1)1-坚持坚持CSMA； (2)非坚持CSMA； (3)P-坚持CSMA； (4)CSMA/CD(CSMA/Collision Detect)； (5)CSMA/CA(CSMA/Collision Avoidance)。 IEEE 802.11协议族标准采用CSMA/CA机制，该机制可以利用握手的方式来解决隐藏终端的问题 。图图5-4 IEEE 802.115-4 IEEE 802.11两种工作模式

19、两种工作模式 802.11协议族规定了两种不同的协议族规定了两种不同的MAC层访问机制，一种是层访问机制，一种是分布式分布式协调功能协调功能(Distributed Coordination Function，DCF)，用来传输异，用来传输异步数据，同时也是支持步数据，同时也是支持PCF机制的基础。另一种访问机制称为机制的基础。另一种访问机制称为点协调功点协调功能能(Point Coordination Function，PCF)，是可选的，它只可用于基，是可选的，它只可用于基本网络配置的拓扑结构。两种工作模式关系如图本网络配置的拓扑结构。两种工作模式关系如图5-4所示。所示。3 3 分布式协

20、调功能分布式协调功能(DCF) (DCF) （阅读（阅读-跳跳P30P30） （1 1）基本访问）基本访问 基本访问被视为基本访问被视为STA(STA(站点站点) )用于决定是否可以发送的核心机用于决定是否可以发送的核心机制。通常，一个制。通常，一个STASTA在满足下列条件之一时，就可以发送一个在满足下列条件之一时，就可以发送一个MPDU(MAC Protocol Data Unit)MPDU(MAC Protocol Data Unit)： 该该STASTA在没有在没有PCPC的情况下，按照的情况下，按照DCFDCF访问方式工作；访问方式工作； 该该STASTA处在处在PCFPCF访问的竞

21、争期间；访问的竞争期间； 该该STASTA确定当媒介的空闲时间大于或等于一个确定当媒介的空闲时间大于或等于一个DIFSDIFS； 当当STASTA上次收到一个没有正确上次收到一个没有正确FCSFCS帧后，帧后，STASTA确定媒介空闲时间确定媒介空闲时间大于或等于一个大于或等于一个DIFSDIFS。如果在这些条件之外，当如果在这些条件之外，当STASTA处于无竞争期以外发起一系列处于无竞争期以外发起一系列帧交换的时候，发现媒介处于忙状态，则帧交换的时候，发现媒介处于忙状态，则STASTA随后将调用随机退随后将调用随机退避算法。避算法。图图5-5 DCF5-5 DCF基本访问模式基本访问模式 （

22、2 2）RTS/CTSRTS/CTS访问机制访问机制 在无线局域网中，经常会出现隐蔽终端的问题，如图在无线局域网中，经常会出现隐蔽终端的问题，如图5-65-6所所示。为了解决这种隐蔽终端问题，示。为了解决这种隐蔽终端问题，DCFDCF可利用可利用RTSRTS和和CTSCTS两个控制两个控制帧来进行信道预约。帧来进行信道预约。图图5-65-6隐蔽终端问题隐蔽终端问题802.11 MAC802.11 MAC协议中通过立即主动确认机制和预留机制来提高协议中通过立即主动确认机制和预留机制来提高性能，在主动确认机制中，当目标节点收到一个发给它的有效数性能，在主动确认机制中，当目标节点收到一个发给它的有效

23、数据帧据帧(DATA)(DATA)时，必须向源节点发送一个应答帧时，必须向源节点发送一个应答帧(ACK)(ACK)，确认数据，确认数据已被正确接收到。已被正确接收到。RTS/CTSRTS/CTS访问机制工作原理如图访问机制工作原理如图5-75-7所示。所示。图图5-75-7RTS/CTSRTS/CTS访问机制访问机制 （3 3）退避算法）退避算法对于要发送帧的对于要发送帧的STASTA而言，当该而言，当该STASTA通过物理或虚拟载波机制通过物理或虚拟载波机制发现媒质忙时，或发现媒质忙时，或STASTA被指出发送没有成功时，被指出发送没有成功时，STASTA将调用退避算将调用退避算法。退避算法

24、过程如图法。退避算法过程如图5-85-8所示所示 。 图图5-85-8退避算法过程退避算法过程4 4集中式协调功能集中式协调功能(PCF) (PCF) 阅读阅读 （1 1）PCFPCF基本访问基本访问 （2 2）无竞争期间的网络分配矢量操作）无竞争期间的网络分配矢量操作 （3 3）PCFPCF站点的帧发送过程站点的帧发送过程 图图5-95-9为为PCFPCF工作模式下工作模式下PCPC和和STASTA间帧传输的例子。间帧传输的例子。图图5-9 PCF5-9 PCF工作模式下的帧传输工作模式下的帧传输 （4 4）无竞争轮询列表）无竞争轮询列表 轮询列表是一个隐藏在轮询列表是一个隐藏在PCPC处的

25、逻辑结构，用于强制轮处的逻辑结构，用于强制轮询无竞争可轮询的询无竞争可轮询的STASTA，而不管是否有数据要发送到该，而不管是否有数据要发送到该STASTA。 5 DCF5 DCF与与PCFPCF机制的局限性机制的局限性DCFDCF机制支持异步数据传输，在低负载环境下性能较好，由于机制支持异步数据传输，在低负载环境下性能较好，由于DCFDCF机制仅仅支持尽力而为的服务，没有基于数据流的区分和优先级机制仅仅支持尽力而为的服务，没有基于数据流的区分和优先级的规定，因此对于如的规定，因此对于如VoIPVoIP电话、视频会议等需要特定的带宽、延迟电话、视频会议等需要特定的带宽、延迟和抖动的实时业务不太

26、适合，但无线网络中的一些关键技术，比如和抖动的实时业务不太适合，但无线网络中的一些关键技术，比如RTS/CTSRTS/CTS，分段，分段/ /重组等在一定程度上进行了性能的弥补。重组等在一定程度上进行了性能的弥补。 PCFPCF机制通过轮询和应答机制提供无竞争的传输，在某种程度上机制通过轮询和应答机制提供无竞争的传输，在某种程度上这种方式类似于令牌网。控制器控制着令牌，使得这一机制适合特这种方式类似于令牌网。控制器控制着令牌，使得这一机制适合特定延迟、抖动要求的传输。定延迟、抖动要求的传输。6 IEEE 802.116 IEEE 802.11的的QoSQoS保障保障（阅读）（阅读）普通的普通的

27、802.11802.11无线局域网标准是没有无线局域网标准是没有QoSQoS保障的，为了弥补这一保障的，为了弥补这一不足，不足，IEEEIEEE提出了提出了802.11802.11的增强型标准的增强型标准802.11e802.11e。802.1le802.1le增加了增加了对对QoSQoS的定义，旨在保证语音和视频等高带宽应用的服务质量。的定义，旨在保证语音和视频等高带宽应用的服务质量。 802.11e802.11e引入了引入了EDCFEDCF和和HCFHCF两种机制，具有两种机制，具有IEEE 802.1le QoSIEEE 802.1le QoS功功能的能的STASTA称为称为QSTA (

28、QoS-capable STA)QSTA (QoS-capable STA)，为其他，为其他STASTA提供集中控制的提供集中控制的QSTAQSTA称为混合协调器称为混合协调器(HC)(HC)，HCHC通常由通常由APAP担任，此担任，此APAP也称为也称为QAPQAP。EDCFEDCF只在只在CPCP阶段使用，阶段使用，HCFHCF在在CPCP和和CFPCFP阶段都可以使用，因而是一种混合协阶段都可以使用，因而是一种混合协调功能。调功能。4.7.34.7.3基于基于竞争竞争的的MACMAC协议协议1. S-MAC1. S-MAC协议协议S-MAC (sensor MAC)S-MAC (sen

29、sor MAC)协议是在协议是在802.11 MAC802.11 MAC协议基础上，针对协议基础上，针对传感器网络的传感器网络的节省能量节省能量需求而提出的传感器网络需求而提出的传感器网络MACMAC协议。协议。S-MACS-MAC协议协议假设假设通常情况下传感器网络的数据传输量少，节点协作完成通常情况下传感器网络的数据传输量少，节点协作完成共同的任务，网络内部能够进行数据的处理和融合以减少数据通共同的任务，网络内部能够进行数据的处理和融合以减少数据通信量，网络能够容忍一定程度的通信延迟。它的信量，网络能够容忍一定程度的通信延迟。它的主要设计目标主要设计目标是是提供良好的扩展性，减少节点能量的

30、消耗。提供良好的扩展性，减少节点能量的消耗。（1 1）周期性侦听和睡眠）周期性侦听和睡眠图图5-10 5-10 协议的虚拟簇协议的虚拟簇（2 2）流量自适应侦听机制）流量自适应侦听机制（3 3）串音避免）串音避免 （4 4） 消息传递消息传递图图5-11 S-MAC5-11 S-MAC与与IEEE 802.11 MACIEEE 802.11 MAC协议的突发分组传送协议的突发分组传送2. T-MAC2. T-MAC协议协议（1 1） 基本工作原理基本工作原理T-MACT-MAC协议在保持协议在保持周期长度不变周期长度不变的基础上，根据通信流量动的基础上，根据通信流量动态地态地调整活动时间调整活

31、动时间，用突发方式发送信息，减少空闲侦听时间。，用突发方式发送信息，减少空闲侦听时间。如图如图5-12(b)5-12(b)所示，所示，T-MACT-MAC协议相对协议相对S-MACS-MAC协议减少了处于活动状协议减少了处于活动状态的时间。态的时间。（2 2）早睡问题）早睡问题 T-MACT-MAC协议提出两种方法解决早睡问题。第一种方法称为未协议提出两种方法解决早睡问题。第一种方法称为未来请求发送来请求发送(future request-to-send(future request-to-send，FRTS)FRTS)。 另一种方法称作满缓冲区优先另一种方法称作满缓冲区优先(full buf

32、fer priority)(full buffer priority)。当。当节点的缓冲区接近占满时，对收到的节点的缓冲区接近占满时，对收到的RTSRTS不作应答，而是立即向不作应答，而是立即向目标接收者发送目标接收者发送RTSRTS消息，并传输数据给目标节点。消息，并传输数据给目标节点。3. Sift3. Sift协议（阅读）协议（阅读）Sift MACSift MAC协议是针对协议是针对基于事件驱动基于事件驱动的传感器网络提出的的传感器网络提出的基于竞争的基于竞争的MACMAC协议。它不同于协议。它不同于WLANWLAN的的802.11 MAC802.11 MAC协议和上面协议和上面所述的

33、其他基于竞争的传感器网络所述的其他基于竞争的传感器网络MACMAC协议，而是充分考虑了协议，而是充分考虑了通常传感器网络的以下三个特性：通常传感器网络的以下三个特性： 第一，传感器网络的空间相关性和时间相关性。第一，传感器网络的空间相关性和时间相关性。 第二，不是所有节点都需要报告事件。第二，不是所有节点都需要报告事件。 第三，感知事件的节点密度随时间变化。第三，感知事件的节点密度随时间变化。 4.7.4 4.7.4 基于时分复用的基于时分复用的MACMAC协议协议 时分复用时分复用(time division multiple access(time division multiple ac

34、cess，TDMA)TDMA)是实现是实现信道分配的信道分配的简单成熟简单成熟的机制，蓝牙的机制，蓝牙(B1uetooth)(B1uetooth)网络采用了基于网络采用了基于TDMATDMA的的MACMAC协议。在传感器网络中采用协议。在传感器网络中采用TDMATDMA机制，就是为每个节机制，就是为每个节点分配独立的用于数据点分配独立的用于数据发送发送或或接收接收的的时槽时槽，而节点在其他空闲时，而节点在其他空闲时槽内转入睡眠状态。槽内转入睡眠状态。TDMATDMA机制的一些特点非常适合传感器网络节省能量的需求：机制的一些特点非常适合传感器网络节省能量的需求：TDMATDMA机制没有竞争机制的

35、碰撞重传问题；数据传输时不需要过多机制没有竞争机制的碰撞重传问题；数据传输时不需要过多的控制信息；节点在空闲时槽能够及时进入睡眠状态。的控制信息；节点在空闲时槽能够及时进入睡眠状态。1.1.基于分簇网络的基于分簇网络的MACMAC协议协议 对于分簇结构的传感器网络，基于对于分簇结构的传感器网络，基于TDMATDMA机制的机制的MACMAC协议如图协议如图5-175-17所示，所有传感器节点同时划分或所示，所有传感器节点同时划分或自动形成多个簇自动形成多个簇，每个簇，每个簇内有一个簇头节点。内有一个簇头节点。簇头负责为簇内所有传感器节点分配时槽簇头负责为簇内所有传感器节点分配时槽，收集和处理簇内

36、传感器节点发来的数据，并将数据发送给汇聚节收集和处理簇内传感器节点发来的数据，并将数据发送给汇聚节点。点。2. DEANA2. DEANA协议协议DEANADEANA协议的协议的时间帧时间帧分配如图分配如图5 51818所示。所示。3. 3. 基于基于周期性调度周期性调度的的MACMAC协议协议基于周期性消息调度的基于周期性消息调度的MACMAC协议。该协议采用协议。该协议采用周期性的消息周期性的消息发送发送模型，构建节点周期性消息发送调度机制，保证节点之间无模型，构建节点周期性消息发送调度机制，保证节点之间无冲突地使用无线信道，是一个确定性的基于消息调度的冲突地使用无线信道，是一个确定性的基

37、于消息调度的TDMATDMA类型类型的的MACMAC协议。协议假设所有节点之间都是协议。协议假设所有节点之间都是时间同步时间同步的，节点发送的，节点发送的消息由多个固定长度的分组组成，每个消息都有生存时间的限的消息由多个固定长度的分组组成，每个消息都有生存时间的限制，消息产生后必须在给定时间内发送出去，否则该消息即使发制，消息产生后必须在给定时间内发送出去，否则该消息即使发送出去也没有意义。时间被划分为连续的长度相同的时槽，时槽送出去也没有意义。时间被划分为连续的长度相同的时槽，时槽长度是发送一个固定分组需要的时间。长度是发送一个固定分组需要的时间。4. TRAMA4. TRAMA协议协议流量

38、自适应介质访问流量自适应介质访问(traffic adaptive medium access(traffic adaptive medium access，TRAMA)TRAMA)协议将时间划分为连续时槽，根据协议将时间划分为连续时槽，根据局部两跳内局部两跳内的邻居节点的邻居节点信息，采用分布式选举机制确定每个时槽的无冲突发送者。同时，信息，采用分布式选举机制确定每个时槽的无冲突发送者。同时，通过避免把时槽分配给无流量的节点，并让非发送和接收节点处通过避免把时槽分配给无流量的节点，并让非发送和接收节点处于睡眠状态达到节省能量的目的。于睡眠状态达到节省能量的目的。TRAMATRAMA协议包括邻

39、居协议协议包括邻居协议NP NP (neighbor protocol)(neighbor protocol)、调度交换协议、调度交换协议SEP (schedule exchange SEP (schedule exchange protocol)protocol)和自适应时槽选择算法和自适应时槽选择算法AEA (adaptive electional AEA (adaptive electional gorithm)gorithm)。 （1 1）NPNP协议协议NPNP协议在随机访问周期内执行，节点通过协议在随机访问周期内执行，节点通过NPNP协议以竞争方式协议以竞争方式使用无线信道。协议要

40、求节点周期性通告自己的节点编号使用无线信道。协议要求节点周期性通告自己的节点编号IDID，是，是否有数据需要发送以及能够直接通信的邻居节点的相关信息，并否有数据需要发送以及能够直接通信的邻居节点的相关信息，并实现节点之间的实现节点之间的时间同步时间同步。节点间通过。节点间通过NPNP协议要获得一致的两跳协议要获得一致的两跳内拓扑结构和节点流量信息，为此协议要求所有节点在随机访问内拓扑结构和节点流量信息，为此协议要求所有节点在随机访问周期内都一直处于活动状态，同时要求通告信息要广播多次。周期内都一直处于活动状态，同时要求通告信息要广播多次。 （2 2）SEPSEP协议协议 调度交换协议调度交换协议SEPSEP用来建立和维护发送者和接收者的调度