教事技术与率用
无线传感网中简化的SMACS协议
张涌逸
(太原师范学院计算机系山西晋中030619)
通信技术
摘要:无线传感器网络为了节省能量协议要尽可能的简单,本文是对SMACS协议的简化,去择了超慎及同步过程。没有了超恢的时间同步机制会带来带来一系列的问题，通过引入虚超恢的概念，引入了新的邻居发现和信道分配的机制,利用邻居收发的信息，建立了两个节点间的通信链路。减少了同步信息的传输，增加了协同工作的一要计算，因计算比传输消耗的能量少，总的来说减少了能量的消耗
关键调:SMACS SSMACS冲突同步
文献标识码：A
中图分类号：TP393 1引言
无线传感器网络因其应用广泛，得到科研人员的极大关注。而无线传感器网络的数据链路层是以物理层为基础，为网络层提供数据传输服务，最主要为无线传感器网络提供媒体介人，差错控制等服务。人们对无线传感器网络MAC层协议已经进行了大量的的研究，类型划分也各不相同，最常见的的是按分配信道的方式划分，大体分为竞争型MAC(例如,S-MAC、T-MAC,Sift等)，分配型MAC(例如，SMACS.TRAMA等)、混合型MAC(例如，ZMAC)和跨层 MAC(例如,MINA)
以下我们主要讨论SMACS协议，SMACS协议属于分配型 MAC，它适用于网络规模大，移动节点移动比较缓慢，协议设计的主要目的是为了降低节点的能量消耗。它采取了类似TDMA，FDMA 的形式，运行在超慎基础上，需要有同步超顿信息，相对消耗能量比较多。为了进一步减少能量消耗，我们对SMACS协议进行了简化，去除了超慎同步信息传输，转面通过一些简单的计算实现协调一致的通信目的。
2简化的SMACS协议
SMACS协议是加州大学洛杉矶分校的研究人员提出来的无线传感器网络的MAC层协议。要求每个节点可在多个频点上通信。一对节点在划分为时闻间长度固定的超顿上选取两个空困时间段，随机选取一个频点，建立在两个节点节点间在两个时段分别进行一个接收、一个发送通信链路，可以实现慢速的移动节点在网络中的无缝连接。在不同超中的节点形成子网，子网之间可实现无缝连接。也相当于同时使用了TDMA,FDMA。节点以超顿为单位循环往复，在自已分配的时段开始打开无线侦听信道或通信，其余时间睡眠。
简化的SMACS协议(简称SSMACS)的中心思想是：因为每个节点有多个频点可以使用，我们把一个频点作为一个固定频点，在此频点上进行信道分配，记此频点为CC，其余频点作为数据频点发送数据，记此类频点为DC。在固定频点上使用时间长度固定的一段时间，可取的和SMACS超颠时闻段相同，但不需要同步这些时闻段，我们称其为虚超慎。采用虚超顿主要不是为了同步，而是为了提供一个周期性的开射频、关射频的时间段。其余频点可不使用超慎，只需每个节点使用一个自带的时钟计时器，每隔虚超顺时闻段定期在选择时闻间段开射频，要求开射频的时段基本一致。醒来后侦听是否需要通信，不需要通信接着睡眠(即关射频)，其他时间一律睡眠。不需要维持时间长度固定的超赖的同步信息。
邻居发现和信道分配：节点u在一个随机时间启动，在CC上机侦听一段时间，如果信道空闲，发送邀请信息，邻居节点收到邀请信号后自各选取一个随机时间向节点u发送信息，节点u收到邻居节点的信号后，可根据信号到来的先后顺序或信号质量的好坏来选择一个邻居节点W，并向该邻居节点发送信息，包括节点u的地址信息。该节点虚超顿及时间分配情况，节点W根据这些信息选择一对空闲
收稿日期：2015-09-10
文章编号:1007-9416(2015)10-0041-01
的时间段分别作为收发时间段，并随机分配一个额点，利用平均传输时间、平均收发时间把自已的虚超慎开始时间和节点u的虚超顿时间一致，之后再把在虚超顿时间分配情况和频点的选择传输给节点u，这样在节点u和w之闻就建立了一条通信链路
一对邻居节点在DC上进行通信需要选择一个共同时间开始通信，这样两个节点就需要开射频(即醒来)的时间一致。我们的做法是每次醒来，有数据传送时，利用平均传输时间，平均收发时间协调一致醒来的时间即可，在没有数据传送时在开射频时段也要发送一些信息，同样是利用平均传输时闻、平均收发时间协调一致醒来的时间和通信的两个时闻段，之后再去睡眠。
由于我们并没有进行时间同步，这样随着时间的推移就有可能使得各个通信链路的时间段发生错位，有可能和其余的链路发生冲突。出现这种情况，两个节点重新开始在CC上进行邻居发现，重新分配信道即可。
对移动节点的处理可依旧采取EAR完全类似的算法进行管理，(1)静止节点会在CC上每间隔固定个虚超慎发送一次BI邀请信息，移动节点在接收到静止节点的B消息后将开始连接过程。(2)静止节点在CC上在接收到MI消息后，需要检查连接是否可以建立，分配信道(采用上述方式)；(3)连接建立后，在DC上进行数据通信，其余情况的处理完全类似。
下面我们对简化的SMACS协议做一个简单的分析，我们首先去掉了超顿及同步，采用了虚超慎，不需要进行明确的同步，只是利用传输时的平均传输时间、平均收发时间做了一些矫正，使得每个链路虚超顿开始时间基本一致。邻居发现和信道分配我们使用了专门的固定频点来传输信令信息，浪费了带宽；在每次开射频后都需传输一些信息来调整一个链路的开始时间，增加了传输量。总的来说，我们去掉了超赖及其同步，引人了虚超慎，通过利用平均传输时间、平均收发时间，通过一些计算，使得一对链路虚超顿的开始时间基本一致。因为传输时能量消耗大于计算时能量的消耗，所以总的
来说节省了能量。 3结语
本文是对SMACS协议的简化，去掉了超及同步过程，引人了超颠的税念，不需要进行明确的同步，只是利用传输时的平均传输时间平均收发时间对虚超慎的开始时间做了一些矫正工作。协议仍然适合网络规模大，移动节点移动较缓慢的情形。这样减少了传输同步信息的传输，增加了一些计算。又因为传输时能量消耗远
远大于计算时能量的消耗，所以总的来说节容了能量。参考文献
[1JSohrabi K Ailawadhi V Ailawadhi v. Protocols for Selforga-nization of a wireless Sensor Network,IEEE Personal Comm Mag. 2000:1627.
[2]刘伟荣等.特联网与无线传感器网络技术[M].北京：电子工业出版社，2013
作者简介：张涌逸(1968一)，男，汉族，山西河曲人,颈士，制教投,研究方向：网络容错、网络路露由和协议等，