无线传感器网络中基于分簇的自适应介质访问控制协议

第２６卷第１　ｌ期　２００６年１　１月　文章编号：１００１—９０８１（２００６）１１—２５２８一ｏ３　计算机应用　Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ　Ｖｏ１．２６　Ｎｏ．１　ｌ　Ｎｏｖ．２０ｏ６　无线传感器网络中基于分簇的自适应介质访问控制协议　张智广，郭忠文　（中国海洋大学计算机科学技术系，山东青岛２６６０７１）　（ｃｏｍｂａｔａ＠１６３．ｃｏｒｎ）　摘要：针对目前无线传感器网络中ＭＡＣ协议在动态性、低时延方面的不足，提出一种基于分簇　的自适应ＭＡＣ协议（ＡＭＡＣ）。在该协议中，簇内成员节点可以根据自身的状态向簇首节点提出时隙　申请，簇首节点对这些申请信息进行仲裁，而后及时调整时间帧的长度，使其更符合当前网络的拓扑　结构和负载情况。通过仿真验证，在实时性、移动性较强的无线传感器网络中ＡＭＡＣ协议性能优于　算必ＭＡＣ　改　关键词：无线传感器网络；介质访问控制；移动性；实时性；时间帧；时隙　中图分类号：ＴＰ３９３．０４　文献标识码：Ａ　Ａｄａｐｔｉｖｅ　ＭＡＣ　ｐｒｏｔｏｃｏｌ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇ　ｆｏｒ　ｗｉｒｅｌｅｓｓ　ｓｅｎｓｏｒ　ｎｅｔｗｏｒｋｓ　ＺＨＡＮＧ　Ｚｈｉ—ｇｕａｎｇ，ＧＵＯ　Ｚｈｏｎｇ—ｗｅｎ　ｆ　Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｏｃｅａｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｃｈｉｎａ，Ｑｉｎｇｄａｏ　Ｓｈａｎｄｏｎｇ　２６６０７　１，Ｃｈｉａ）ｎ　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔａｋｉｎｇ　ａｃｃｏｕｎｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｄｒａｗｂａｃｋｓ　ｉｎ　ｄｙｎａｍｉｃｉｔｙ　ａｎｄ　ｌｏｗ　ｌａｔｅｎｃｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｅｘｉｓｔｉｎｇ　ＭＡＣ　ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ　ｆｏｒ　ｗｉｒｅｌｅｓｓ　ｓｅｎｓｏｒ　ｎｅｔｗｏｒｋｓ，ａｔｌ　ａｄａｐｔｉｖｅ　ＭＡＣ　ｐｒｏｔｏｃｏｌ（ＡＭＡＣ）ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇ　ｗａｓ　ｐｕｔ　ｆｏｒｗａｒｄ．Ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐｒｏｔｏｃｏｌ，ｅｖｅｒｙ　ｍｅｍｂｅｒ　ｗｉｔｈｉｎ　ａ　ｃｌｕｓｔｅｒ　ｃｏｕｌｄ　ａｐｐｌｙ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｃｌｕｓｔｅｒ　ｈｅａｄ　ｆｏｒ　ｓｌｏｔ　ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｉｔｓ　ｓｔａｔｅ．Ｔｈｅ　ｃｌｕｓｔｅｒ　ｈｅａｄ　ａｒｂｉｔｒａｔｅｄ　ｔｈｉｓ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ａｎｄ　ｔｈｅｎ　ａｄｊｕｓｔｅｄ　ｔｈｅ　ｌｆａｍｅ　ｔｉｍｅ　ｓｉｚｅ　ｉｎ　ｔｉｍｅ　ｔｏ　ｍａｋｅ　ｉｔ　ｍｏｒｅ　ｓｕｉｔａｂｌｅ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｔｏｐｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　ｔｒａｇｉｃ　ｌｏａｄ　ｏｆ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｎｅｔｗｏｒｋ．Ｔｈｅ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　ＡＭＡＣ　ｏｕｔｐｅｒｆｏｒｍｓ　ｏｔｈｅｒ　ＭＡＣ　ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｒｅａｌ—ｔｉｍｅ　ａｎｄ　ｍｏｂｉｌｅ　ｗｉｒｅｌｅｓｓ　ｓｅｎｓｏｒ　ｎｅｔｗｏｒｋｓ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｗｉｒｅｌｅｓｓ　ｓｅｎｓｏｒ　ｎｅｔｗｏｒｋｓ；Ｍｅｄｉｕｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｃｏｎｔｒｏｌ（ＭＡＣ）；ｍｏｂｉｌｉｔｙ；ｒｅａｌ—ｔｉｍｅ；ｆｌａｍｅ　ｔｉｍｅ；ｓｌｏｔ　无线传感器网络（Ｗｉｍｌｅｓｓ　Ｓｅｎｓｏｒ　Ｎｅｔｗｏｒｋｓ，ＷＳＮ）　是由　部署在监测区域内大量的廉价、低功耗微型传感器节点组成，　基于竞争类的ＭＡＣ协议。其中ＣＳＭＡ是单纯基于竞争的协　议，节点不断监测信道的使用情况，只有在信道空闲时才能发　送数据，信道忙就等待直到信道空闲，如果数据在传输过程中　发生冲突，则发生冲突的节点需要再等待一段时间后重新发　送数据。ＳＭＡＣ将时间分成时间帧（Ｆｒａｍｅ　ｔｉｍｅ），每个时间帧　通过无线通信方式形成的一个多跳的自组织的网络系统，具　有十分广阔的应用前景　。在ＷＳＮ中，介质访问控制　（Ｍｅｄｉｕｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｃｏｎｔｍｌ，ＭＡＣ）决定无线信道的使用方式，在　传感器节点之间分配有限的无线信道资源，用来构建传感器　网络协议的底层。一直以来节能被视为在ＷＳＮ设计中最首　内分工作阶段和休眠阶段，通过这两个阶段周期性的交替来　节省能量，如图１（ａ）所示。然而每个节点的占空比（工作时　要的挑战，在ＷＳＮ各层协议设计中，均把重点集中在节能方　面，ＭＡＣ协议也不例外，而不是像传统的无线网络中主要考　虑时延，公平竞争和信道利用率。然而由于ＷＳＮ经常被应用　于军事、医疗等对实时性要求很高的领域，及时监测、处理和　间与总时间的比值）相同，在负载可变的情况下，性能下降。　ＴＭＡＣ在ＳＭＡＣ的基础上，引入适应性占空比来应付负载变　化的情况，如图１（ｂ）所示。但是节点在发送之前加入唤醒前　导，增加了发送和接收的能量和时延。ＴＲＡＭＡ（Ｔｒａｆｉｃ－　Ａｄａｐｔｉｖｅ　ＭＡＣ）”　是一种固定分配类ＭＡＣ协议，用基于流量　的传输调度来避免数据包冲突，该协议将时间帧分成更小的　传递信息是其不可缺少的要求，因此设计适用于这些情况的　实时性ＭＡＣ协议同样十分必要。另外目前ＷＳＮ中的ＭＡＣ　协议通常假设节点是静止的，并不适合存在移动节点的动态　ＷＳＮ。实际上静态ＷＳＮ同样具有动态性，因为某些节点死亡　（能量耗尽）、新的节点加入以及一些外力因素（如风、水）使　节点位置发生移动等，都会使ＷＳＮ的拓扑结构发生变化。这　时隙，如图２（ａ）所示。用基于各节点流量信息的分布式选举　算法来决定哪个节点可以在某个特定时隙传输，以此来保证　一定的信道利用率和公平性，但ＴＲＡＭＡ时延较长，不适用于　以上这几种ＭＡＣ协议均没有考虑ＷＳＮ的动态性。在现　对实时性要求较高的应用。　些都是传统ＭＡＣ协议没有考虑的，势必会影响这些协议在应　用中的性能。　实应用中，传感器发送数据的情况是不同的，因为不同节点产　生数据的速率不同。某些节点经常有数据要发送，而其他节点　可能会在很长的一段时间内没有数据要发送，并且数据的缓急　１　相关工作　ＷＳＮ中现有的ＭＡＣ协议大体可以分为基于竞争类和固　定分配类。ＣＳＭＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ　Ｓｅｎｓｅ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　Ａｃｃｅｓｓ）　、ＳＭＡＣ　（Ｓｅｎｓｏｒ—ＭＡＣ）　、ＴＭＡＣ（Ｔｉｍｅｏｕｔ．ＭＡＣ）　是比较有代表性的　程度也不同，为这些情况不同的节点分配相同的时隙显然会降　低ＷＳＮ的信道利用率和公平性。我们借鉴了分簇的思想，通　过簇内成员节点提出申请，簇首节点仲裁的办法使时隙合理分　收稿日期：２００６—０５—１６；修订日期：２００６—０６—２６　基金项目：山东省自然科学基金资助项目（Ｙ２００３ＧＯ１）　作者简介：张智广（１９８０一），男，山东德州人，硕士研究生，主要研究方向：计算机网络、无线传感器网络；　郭忠文（１９６５一），男，山东聊城　人，教授，博士生导师，主要研究方向：计算机网络、分布式计算技术．　维普资讯 http://www.cqvip.com

第１１期　张智广等：无线传感器网络中基于分簇的自适应介质访问控制协议　２５２９　配，既提高了ＷＳＮ的实时性，又兼顾了ＷＳＮ的动态性。　ｌｉｓｔｅｎ　Ｉ　ｓｌｅｅｐ　（ｂ、ＴＭＡＣ　ｌｌｍ０　图１　ＳＭＡＣ与ＴＭＡＣ时间帧　卜．－———一Ｆｉｘｅｄ　ｆｒａｍｅ　ｔｉｍｅ（ＴＲＡＭＡ）——————－叫　（ａ）ＴＲＡＭＡ　卜　——一Ｄｙｎａｍｉｃ　ｆｒｍａｅ　ｔｉｍｅ（ＡＭＡＣ）—————＿叫　（ｂ）ＡＭＡＣ　图２　ＴＲＡＭＡ与ＡＭＡＣ时间帧　２　ＡＭＡＣ协议描述　ＡＭＡＣ协议是基于分簇思想的，我们使用ＬＥＡＣＨ（Ｌｏｗ—　Ｅｎｅｒｇｙ　Ａｄａｐｔｉｖｅ　Ｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇ　Ｈｉｅｒａｒｃｈｙ）　作为分簇和簇首　（Ｃｌｕｓｔｅｒ　Ｈｅａｄ，ＣＨ）选择、轮换的协议。簇内成员节点和簇首　节点之间是单跳的，如图３（ａ）所示。在开始阶段，簇首会生　成一个时间帧，它由若干时隙调度和仲裁（Ｍｅｄｉａｔｉｏｎ）广播组　成，如图３（ｂ）所示。我们定义该时间帧在簇内执行一次为一　轮。每个成员节点分得一个时隙，成员节点只有在该时隙内　才能占有信道并与簇首节点通信，此时其他成员节点不能够　和簇首节点通信。每个时隙都包含一个固定时间长度，ｒ，在　时间ｓｌｏｔ一，ｒ内，成员节点与簇首节点之间传输数据，成员节点　可以根据数据剩余和数据产生速率情况向簇首节点提出希望　在下一轮得到时隙的申请，在时间，ｒ内，该申请将被传输到簇　首节点。在簇内所有成员节点均发送完毕后，簇首节点会根　据簇内成员节点的申请信息进行仲裁，并将仲裁后的时隙调　度在仲裁广播时间内发送给簇内成员节点。这样下一轮簇内　成员节点可以根据新的时隙调度合理分配时间。　（ａ）　（ｂ）　图３　初始时刻簇内拓扑结构与时间帧　（ａ）　（ｂ）　图４某时刻簇内拓扑结构与时间帧　２．１簇中成员申请时隙过程　ＷＳＮ的信道容量已知为Ｃ，假设某个簇内共有ｎ个成员　节点，分别为ｓ。，ｓ　，…，ｓ　，它们各自的时隙为ｔ。，ｔ　，…，ｔ　，　产生数据的速率为　，　，…，后　。在开始阶段簇内成员节点　所分得的时隙是相同的，即ｔ。＝ｔ　＝…＝ｔ　，如图３（ｂ）所　示。簇中第ｉ个成员节点ｓ　在某轮的时隙为ｔ。，发送数据时间　为ｔ。一，ｒ，若当前的数据长度为２。，在该时隙内发送的数据长度　为Ｃ（ｔ。一Ｊｒ），本轮过后ｓ．中剩余数据为２．一Ｃ（ｔ。一Ｊｒ）。如果　ｚ　—Ｃ（ｔ．一　）＞０，说明　在时间ｔ　内没有将数据发送完毕，　那么ｓ　希望下一轮所分得的时隙为：ｅ（ｔ．）＝［２。一　Ｃ（ｔ‘一Ｊｒ）＋｜ｉ｝‘ｔ。］／Ｃ＋Ｊｒ；相反，２ｉ—Ｃ（ｔ　—Ｊｒ）≤０，说明数据已　全部发送完毕，ｅ（ｔ。）：ｋｉｔ　／Ｃ＋Ｊｒ。在时间Ｊｒ内成员节点要发　送的信息如表１所示，编号ｉ和时隙ｅ（ｔ．）数据总长度为　６Ｂｙｔｅｓ，所以发送这些信息的时间Ｊｒ＝６Ｂｙｔｅｓ／Ｃ＝６　Ｘ　８／Ｃ。　算法１　成员节点传输数据及时隙申请算法伪码　Ｔｒａｎｓｍｉｔ（ｎｏｄｅ　ｉ）　Ｗｈｉｌｅ（Ｃｕｒｒｅｎｔ　ｔｉｍｅ　ｉｎｆ．）　Ｓｅｎｄ（Ｄａｔａ，ＣＨ）　／／ｓｅｎｄ　ｄａｔａ　ｔｏ　ＣＨ　Ｅｎｄ　Ｗｈｉｌｅ　Ｗｈｉｌｅ　ｆ　Ｃｕｒｒｅｎｔ　ｔｉｍｅ　ｊｎ　Ｔ　ｏｆ　ｎｏｄｅ　ｉ）　ｅ（ｔ。）￣－－Ｃｏｍｐｕｔｅ（Ｒｅｓｉｄｕａｌ　ｄａｔａ，Ｄａｔａ　ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ　ｒａｔｅ）　／／ｃｏｍｐｕｔｅ　ｔｈｅ　ｅｘｐｅｃｔｅｄ　ｖａｔＨｅ　ｏｆ　ｓｌｏｔ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｎｅｘｔ　ｒｏｕｎｄ　Ｓｅｎｄ（ｅ（ｔ　），ＣＨ）　／／ｓｅｎｄ　ｔｈｅ　ｅｘｐｅｃｔｅｄ　ｖａｔＨｅ　ｏｆ　ｓｌｏｔ　ｔｏ　ＣＨ　Ｅｎｄ　Ｗｈｉｌｅ　Ｅｎｄ　Ｔｒａｎｓｍｉｔ　表１　时间ｒ内发送的数据信息　２．２簇首节点仲裁过程　簇首节点将一轮中成员节点发送的数据信息融合之后转　发到基站，对成员节点的申请时隙信息进行仲裁。规则如下：　当成员节点ｓ．没有数据要发送时，显然ｅ（ｔ。）取其下限为　ｅ（ｔ。）　＝Ｊｒ，同时我们设定时隙的上限ｅ（ｔ　）～＝　，那么每　个成员节点的时隙范围是［Ｊｒ，　］。如果满足Ｊｒ≤ｅ（ｔ。）≤　，　那么它在下一轮分得的时隙为ｅ（ｔ　）；否则若ｅ（ｔ．）＞　，那么　它在下一轮分得的时隙为卵。此外，考虑到ＷＳＮ的移动性，当　簇首节点没有收到某个成员节点在其时隙向它发送的数据信　息时，我们认为该节点已经不属于该簇（死亡或者移动出了　该簇），这是因为在正常情况下簇内成员节点分得的最小时　隙为，ｒ，该节点至少会在该时间内向簇首发送申请信息。我们　规定将ｅ（１．）是否为空值作为判定该节点　是否属于该簇的　条件，如果ｅ（ｔ。）为空，该节点的时隙将会被从时间帧中删除。　当某个节点新加入到该簇中，那么该节点首先向簇首节点注　册，簇首节点将会在下一轮的时间帧为这个节点分配一个新　的时隙，随后在仲裁广播时间内把新的时间帧发送给簇内成　员节点。　算法２簇首节点仲裁算法伪码　Ｍｅｄｉａｔｅ（）　ｆｏｒ（ｅａｃｈ　ｎｏｄｅ　ｉ　ｉｎ　ｃｌｕｓｔｅｒ１　Ｉｆ（ｅ（ｔ．）　）ｔｈｅｎ　ｅ（ｔ１）　＂　ＥｌｓｅＩｆ（ｅ（　）ｉｓ　ｅｍｐｔｙ）ｔｈｅｎ　／／ｔｈｅ　ｎｏｄｅ　ｈａｓ　ｎｏｔ　ｂｅｌｏｎｇｅｄ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｃｌｕｓｔｅｒ　Ｆｒａｍｅ　Ｔｉｍｅ．Ｄｅｌｅｔｅ（ｓｌｏｔ　ｉ）　／／ｄｅｌｅｔｅ　ｔｈｉｓ　ｎｏｄｅ）￥ｓｌｏｔ　ｆｒｏｍ　ｔｈｅ　ｆ　ｅ　ｔｉｍｅ　Ｃｌｕｓｔｅｒ　ｍｅｍｂｅｒ　ｎｏｄｅｓ￣－－－Ｃｌｕｓｔｅｒ　ｍｅｍｂｅｒ　ｎｏｄｅｓ—ｌ　ＥｎｄＩｆ　Ｅｎｄ　ｆｏｒ　Ｗｈｉｌｅ（ｎｅｗ　ｎｏｄｅ　ａｄｄ　ｉｎ）　Ｆｒａｍｅ　Ｔｉｍｅ．Ａｄｄ（ｎｅｗ　ｓｌｏｔ）／／ａｄｄ　ｎｅｗ　ｓｌｏｔ　ｉｎｔｏ　ｔｈｅ　ｆ　ｍｅ　ｔｉｍｅ　Ｃｌｕｓｔｅｒ　ｍｅｍｂｅｒ　ｎｏｄｅｓ＊－Ｃｌｕｓｔｅｒ　ｍｅｍｂｅｒ　ｎｏｄｅｓ＋ｌ　Ｅｎｄ　Ｗｈｉｌｅ　Ｂｒｏａｄｃａｓｔ（Ｆｒａｍｅ　Ｔｉｍｅ）　／／ｂｒｏａｄｃａｓｔ　ｔｈｅ　ｎｅｗ　ｆｒａｍｅ　ｔｉｍｅ　Ｅｎｄ　Ｍｅｄｉａｔｅ　３　性能分析　我们在ＮＳ２（Ｎｅｔｗｏｒｋｓ　Ｓｉｍｕｌａｔｏｒ　２）　平台上对ＡＭＡＣ协　议进行了仿真试验，并与ＴＲＡＭＡ、ＣＳＭＡ、ＳＭＡＣ协议的性能　进行了比较。因为ＴＭＡＣ与２００４版ＳＭＡＣ相似，我们没有对　ＴＭＡＣ进行仿真。在仿真中我们设定：传感器节点随机分布　维普资讯 http://www.cqvip.com

２５３０　计算机应用　２００６正　在１　０００ｍ　Ｘ　１　０００ｍ区域内，每个节点的通信范围是１００ｍ，产　生数据的速率满足泊松分布，网络的传输速率为５０Ｋｂ／ｓ，仿　失，当负载增大时，数据包丢失严重，而使用时隙分配来避免　数据包的传输冲突的ＡＭＡＣ、ＴＲＡＭＡ协议的优势非常明显。　真时间为５００ｓ。　芒　０　Ｕ　＞　《　Ｐａｃｋｅｔ　Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ　Ｒａｔｅｄ（ｐｋｔｓ／ｓ）　图５不同负载下数据包的平均时延　ｉ　凸　Ｕ　芒　＞　《　Ｓｐｅｅｄ／（ｍ／ｓ）　图６动态网络中数据包的平均时延　图５、图６分别描述了４种协议的网络平均时延与网络负载　和网络动态性的关系。图５中，当负载较小时，由于ＣＳｂｆＡ是单　纯基于竞争的协议，不需要额外的控制信息，数据传输时延最小。　ＳＭＡＣ同样是基于竞争的协议，只不过它需要增加一些同步开　销，平均时延较ＣＳＭＡ协议大一些。但是这两种协议的时延均小　于基于固定分配类的ＴＲＡＭＡ、ＡＭＡＣ协议，因为后两者都使用了　时隙调度，从而增加了额外的控制信息开销。随着网络负载的增　大，ＣＳＭＡ、ＳＭＡＣ协议的数据包冲突增多，平均时延也随之增大，　与之相反ＴＲＡＭＡ、ＡＭＡＣ协议的平均时延因信道利用率提高而　减小。图６中，因为ＡＭＡＣ协议的时间帧可以随着网络拓扑结　构的变化而调整，所以在动态性增强的情况下，平均时延变化不　大，而ＴＲＡＭＡ、ＣＳＭＡ、ＳＭＡＣ协议的平均时延会随着网络中动态　性的增强而迅速增大。　．兰　３　立　墨　Ｐａｃｋｅｔ　Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ　Ｒａｔｅ／（ｐａｃｋｅｔ／ｓ）　图７不同负载下数据包的到达率　图７、图８分别描述了４种协议的数据包到达率与网络　负载和网络动态性的关系。图７中，由于基于竞争的ＣＳＭＡ、　ＳＭＡＣ协议在数据包传输过程中会有冲突致使部分数据包丢　图８中，ＴＲＡＭＡ、ＳＡＭＣ、ＣＳＭＡ协议都是针对静态ＷＳＮ设计　的，当网络中的动态性增强时数据包到达率下降，我们设计的　ＡＭＡＣ协议会根据网络拓扑结构的变化自动调整时间帧，因　而数据包的到达率仍然很高而且变化比较平稳。　三　８　Ｓｐｅｅｄ／（ｍ／ｓ）　图８动态网络中数据包的到达率　４　结语　本文分析了当前ＷＳＮ中ＭＡＣ协议的不足，提出了一种实　时性较强的ＭＡＣ协议，它不但适用于静态而且适用于动态　ＷＳＮ。ＡＭＡＣ协议根据节点不同情况合理调整时隙分配，使节　点之间公平利用信道，提高了信道利用率和网络的实时性。虽　然ＡＭＡＣ协议增加了申请时隙控制信息和仲裁广播，耗费了　一些时延，但是由于这些时间都相对较短，不会影响网络的平　均时延。仿真结果显示，ＡＭＡＣ协议较其他ＭＡＣ协议在实时　性、动态性网络中性能优于其他ＭＡＣ协议，因而更具有实用　性。但是本文还存在一些问题亟待研究，在文中我们设定了时　隙的上限　，　太小会增大网络的整体时延，　太大则会影响　到节点占有信道的公平性和信道利用率，得到　与其他参数的　关系以及　如何合理取值将是我们下一步工作的重点。　参考文献：　【ｌ】　任丰原，黄海宁，林闯．无线传感器网络【Ｊ】．软件学报，２００３，　１４（７１：１２８２—１２９１．　【２】　郑增威，吴朝晖，金水祥．无线传感器网络及其应用【Ｊ】．计算　机科学，２００３，３０（１０）：１３８—１４０．　【３】　ＥＤＧＡＲ　Ｈ，ＣＡＩ．Ｉ．ＡｗＡＹ　ＪＲ．Ｗｉｒｅｌｅｓｓ　Ｓｅｎｓｏｒ　Ｎｅｔｗｏｒｋｓ：Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｓ　ａｎｄ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ［Ｍ】．ＮｅｗＹｏｒｋ：Ａｕｅｒ　Ｂａｃｈ　Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎｓ，２ＯＯ３．７４—８４．　【４】　ＷＡＬＲＡＮＤ　Ｊ．Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　Ｎｅｔｗｏｒｋｓ［Ｍ】．Ｓｅｃｏｎｄ　ｅｄｉｔｉｏｎ．Ｎｅｗ　Ｙｏｒｋ：ＭｃＧｒａｗ—Ｈｉｌｌ，１９９８．　【５】ＨＥＩＤＥＭＡＮＮ　Ｊ，ＥＳＴＲＩＮ　Ｄ．Ａｎ　ｅｎｅｒｇｙ　ｅｆｉｆｃｉｅｎｔ　ｍａｃ　ｐｗｔｏｅｏｌ　ｆｏｒ　ｗｉｍｌｓｅｓ　ｓｅｎｓｏｒ　ｎｅｔｗｏｒｋｓ［Ａ】．Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ＩＮＦＯＣＯＭ【Ｃ】．　Ｓａｎ　Ｆｒａｎｃｉｓｃｏ：ＩＥＥＥ　Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　Ｓｏｃｉｅｔｙ，２００２．１５６７—１５７６．　【６】ＤＡＭ　Ｖ，ＬＡＮＧＥＮＤＯＥＮｋ　Ａｎ　ａｄａｐｔｉｖｅ　ｅｎｅｒｇｙ—ｅｆｉｆｃｉｅｎｔｍａｃｐｗｔｏｃｏｌｆｏｒ　ｗｉｒｅｌｅｓｓ　ｓｅｎｓｏｒ　ｎｅｔｗｏｒｋｓ【Ａ】．Ｔｈｅ　Ｆｉｒｓｔ　ＡＣＭ　ｃ０　ｃｅ　ｏｎ　Ｅｍｂｅｄｄｅｄ　Ｎｅｔｗｏｒｋｅｄ　Ｓｅｎｓｏｒ　Ｓｙｓｔｅｍｓ【Ｃ】．【Ｄ８　Ａｎｇｅｌｅｓ：ＡＣＭ，２００３．１７０—１８０．　【７】　ＲＡＪＥＮＤＲＡＮ　Ｖ，ＯＢＲＡＣＺＫＡ　Ｋ，ＧＡＲＣＩＡＨＮＡ—ＡＣＥＶＥＳ　Ｊ．Ｅｎｅｒ－　ｇＹ・－ｅｆｉｆｃｉｅｎｔ　ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ・－ｆｒｅｅ　ｍｅｄｉｕｍ　ａｃｃｅｓｓ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｆｏｒ　ｗｉｍｌｅｓｓ　ｓｏｎｓｏｒ　ｎｅｔｗｏｒｋｓ［Ａ】．Ｔｈｅ　Ｆｉｒ８ｔ　ＡＣＭ　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ　ｏｎ　Ｅｍｂｅｄｄｅｄ　Ｎｅｔｗｏｒｋｅｄ　Ｓｅｎｓｏｒ　Ｓｙｓｔｅｍｓ［Ｃ】．Ｌｏｓ　Ａｎｇｅｌｅｓ：ＡＣＭ，２００３．１８１—１９２．　【８】ＨＥＩＮＺＥＬＭＡＮ　Ｗ，ＣＨＡＮＤＲＡＫＡＳＡＮ　Ａ，ＢＡＬＡＫＲＩＳＨＮＡＮ　Ｈ．Ａｎ　ａｐｐｌｉａｃｔｉｏｎ—ｓｐｅｃｉｉｆｃ　ｐ￣ｔｏｃｏｌ　ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ　ｆｏｒ　ｗｉｒｅｌｅｓｓ　ｍｌｃｗ　ｓｅｎｓ　ｎｅｔ—　ｗｏｒｋｓ［Ｊ】．ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ　ｏｎ　Ｗｉｒｅｌｅｓｓ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，２０Ｏ２，１　ｆ４）：６６０－６７０．　【９】ＮＳ２　Ｎｅｔｗｏｒｋ　Ｓｉｍｕｌａｔｏｒ［ｒａ／ＯＬ］．ｈｔｔｏ：／／ｗｗｗ．ｉｓｉ．ｅｔｈｒ／ｍｍｎＣｍ／，∞