无线传感器网络中节能MAC协议的研究

图2 中，对比的是在不同大小的业务量下，S-MAC 和新的MAC 协议的数据收发比。X 轴坐标就是业务量，其1 个单位为网络重传次数为5 时的业务量大小。在业务量较小时，两 者几乎没有区别，且由于连续五个周期业务流量

图3 中，采用S—MAC 协议的节点始终保持设定的占空比10%不变，而新协议自适应 的应付网络中的数据量，调节占空比。

图4 中，在业务量较小时，由于减少了侦听时间的占空比，减少了空闲状态下的能量消 耗。在网络负载较重时，由于新协议增加了侦听时间的占空比，导致能量消耗要远大于S— MAC，但提供了更好网络的传输性能。而且综合来看，新协议能耗更小。

总结分析

本文分析了无线传感器网络MAC 层协议目前所存在的问题：S 一MAC 协议无法根据 网络中的数据流量自适应地改变占空比，进一步节省能耗;同时，也探讨了基于此问题开发 的MAC 层协议存在的种种问题。在此基础上，提出了根据节点间数据包重传次数来判断当 前网络数据流量大小，即根据前5 个周期内的加权平均重传次数判断当前的网络数据流量， 当平均值超出阈值，则应增加侦听时间的占空比，反之，则减小侦听时间的占空比，且为应 对网络数据流量突然增加的突发状况，对节点侦听时间的占空比进行扩增，从而应付网络中 的大数据流量。通过仿真实验，采用新协议的网络性能得到了一定程度的改善，也验证了设 计的算法的可行性。

本文作者创新点：对无线传感器网络的能量高效性做了有益的探索，详细分析了以 S —MAC 为代表的Schedule 类协议原理和性能，在此基础上探讨了一种新的更节能的MAC 协议 的研究和设计，并在NS2 网络上进行了仿真实验验证。