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1、Exercisel for Wi reless SensorNetworkName： 王 浩 Class： 物联网1壬狂Student ID： 20225547 Mark： PI ease trans I ate paper Protocols forSeIf-Organ i zat i on of a Wi re I ess Sensor Network” i ntoCh i nese.自组织无线传感器网络合同摘要：我们提出了一套用于自组织无线传感器网络的算法，是具有大量可扩展高度能源受限的静 态节点组成的网络。为了执行一系列节点之间的信号协同处理功能，算法进一步支持节点子 集的缓慢迁移，节
2、能的路由选择，和自适应网络构造。简介：在这份报告中，我们为无线传感器网络自组织描述了一种架构。【1】它含有用来深度链接 嵌入式传感器、制动器、处理器的无线自适应网络。这种无线和数据网络的组合就会产生一 种新形式的计算机范例，这种范例比以往所见我的计算机网络用够更多的联络中心。无线传 感器网络是越来越多的信息技术结构集合的一局部，其正在原理传统台式机的有线网络架 构，朝着更加普及和普遍的信息链接模式【2】。这里所争辩的无线传感器网络指的是一组由无线中介链接的传感器或节点，用以执行分布式 的传感器任务。节点之间的链接可以使用红外线装置或无线电等媒体。无线传感器网络可以 用于侦察、广泛的环境取样、平
3、安和健康监测等任务。它们几乎可以再任何环境下使用，即 使那些有线连接不行能的地方，那里地势荒芜，或物理位置很困难。它们也可能被用作有力 的基础设施中所描述的那些新的遥感或计算范例。【3】在无线传感器网络的构建中会遇到以下三个方面的设计挑战：硬件设计，无线网络， 和应用程序。硬件此类别包含设计活动的整个范围，这个范围与组成传感器网络的硬件平台相关。MEMS 传感器技术是这一类别中的一个重要方面。低功耗的数字电路设计和系统集成也包含在这一 类别中，就像低功耗的先进的射频前端和掌握电路设计。例如，我们会考虑无线集成网络传 感器的代序。一个单独的WINS节点包含微传感器技术，低功率信号处理，低功率计算
4、， 低功耗，和低费用的无线联网力量等组成的紧凑系统。图一给出了 WINS节点架构的一个 描述。微微网是紧凑节点架构的另一个例子。无线网络考虑到硬件限制和节点必需运行的物理环境与应用水平需要，合同算法必需设计成能由于每个路径用于随着时间的推移，可采用能量资源将会转变。也有可能发生的变化在 每个路径上的QoS。这些变化将通过定期更新指标从触发入账汇聚节点。仿真争辩15说明 特区具有比最小度量算法更好的性能，它通过集中，很奇异，在降低能耗的每个优化性能 包，而不考虑其优先级。故障恢复是由一个握手过程，强制执行路由表的全都性实现每个路径上的上游和下游邻 居之间，使得任何地方发生故障会自动本地触发重新计
5、算程序。只要一个路径中存在的这个 过程会收敛网络拓扑结构10。为了防止慢收敛的可能性（即，计数到无穷大问题），阈值 方法检测路径度量的快速增长，加快收敛到无穷远，这有效地标记一个路径的擦除。这可以 节省能源为从节点分别水槽，但以后可能会再重新建立连接。自适应局部路由进行合作的信号处理我们假设一个应用程序级的算法或外部代理将打算什么协作功能是需要，并触发网络形 成过程。在以下局部中，术语“网络”指特地的传感器连接组检测到一个共同的目标。之前 描述的网络形成算法，对环境刺激与合作的基本类别几句话功能是必要的。在一般状况下，环境刺激可分为两大类：（1）近场（NF）和（2）远场（FF） o近场 刺激有
6、内相对于传感器组的基线宽度短距离检测距离。信号的传播受视线的成分占主导地 位，因此信噪比传感器数据可以被建模的形式为：K医生，其中d是传感器和信号之间的距 离源和k和r是常数由传播介质来确定。精确的定位和识别是可能的，假如目标所在的网络的凸包内。远场的目标是位于更远的距离相对于所述网络的基线宽度得多。对于 这些目标，源本地化和范围估量是更具挑战性。由于从物理距离越大，网络，信号遇到既增加了色散和衰减。有两种类型的协同的信号处理技术：（1）非相干（2）相干对于非相干处理中，原始传感器数据将在每个节点进行预处理，提取一小局部参数被转 发到中心节点（CN）进行进一步的处理，由于相干处理像盲波束形成2
7、2,原始传感器数 据，最小的预处理后，将标记与时间标记和通过本地网络可换股票据进行更密集的计算上传。 虽然能源效率是最终的目标，不同的方法可以依据什么合作功能的使用使用。非相干功能有 相当低的数据流量负载，因此我们将集中精力于改善算法的效率。另一方面，由于相干处理 产生长的数据流，能量效率必需通过最优路径实现。为了表达清晰，我们分别争辩全都与非 相干处理网络。在一般状况下，有三个阶段中的处理网络的形成过程：一，目标检测，数据采集和预处理二，声明会员三，中心节点选举在第一阶段，一个目标被检测到，它的数据收集和处理前。虽然汇聚节点可以会掩盖, 地方一级的任何打算，预处理的结果,可以作为很好的指标一
8、个节点是否应当参加协作功能。 一种这样的指标是信号噪声比（SNR） o当一个节点打算参加协作功能，它会进入其次 阶段的这个声明准备向全部邻居。这应当尽快完成，这样每个传感器都有一个本地了解网络 拓扑。形成过程的第三阶段是中心选举节点（CN）。自CN被选择来执行更简单的信息处 理时，必需有足够的能量储藏和计算力量。它也可以依据SNR,这是一个选择的好的估量 在NF状况下距离的目标。可换股票据选举算法由两局部组成：（1）单优胜者选举（SWE）算法，（2）生成树（ST）的算法。第一个组件处理必要的信令，有利于考生的信息沟通;其次局部计算植根于CN最小跳 生成树。通过借助选举在一个选举消息一起的路由信
9、息，因此能够同时执行这两种算法。各选举消息标识一个潜在的CN候选人，一组作为选参数标准由候选人进行了比拟。在 SWE过程的初始阶段，每个节点可以处以不同长度的宣布自己作为一个CN候选人通过广 播中选前自愿延迟消息、。为响应第一批中选的消息，接受他们这些节点将启动与自身比拟建 议可换股票据的候选人，并与其次批中选的消息作出反响，它携带该初始比拟的结果。其次 批消息传递的将有可能催生进一步的消息交换。在此过程中，对于每个消息，呈现出更好的 候选，其信息将被纪录在注册表中，然后被转发到全部的邻居，否那么消息被丢弃。图6显示了持 续的交换，转发和选举报文的丢弃允许中标候选人的资料、充满整个网络。连同本
10、集中过 程，扎根在获胜的候选人最少跳生成树将逐步增加掩盖范围。由SWE过程结束时，最低跳 生成树将完全掩盖网络。架空延迟权衡存在，这样假如每个候选人自愿延迟本身基于其可能在大选中获胜（即价 值所使用的选举标准，）选民的集中过程为更好地考生信息将有一个良好的开端。这个简洁 的机制可以消退很多地方落选者中选出的消息交换，大大降低了开销（比拟图6和图7）。 当足够的延迟差异的最正确人选和网络，中选的其余局部之间存在获奖者的消息可以掩盖整个 网络，而不反对，从而实现最小开销。仿真试验说明，本地网络的形成过程是相当可扩展的, 当一些形成延迟是可以容忍的。相干协作功能：相干算法不同，非相干状况下在两个方面
11、：的传感器产生的数据数量有限；的最小能量路径（2）明确计算。由于长期上传数据流的中心节点的能量消耗高，一个多优胜者选举（MWE）工艺是用 来限制传感器源节点号（SN）,将供应当数据。该MWE过程是SWE过程的简洁扩展。相 反，保持一个最正确人选纪录每个节点现在将保持到n他们。正如在非相干状况下，对于每个 获胜SN候选一个最小能量路径可以通过捎带上中选的消息链路功率信息进行计算。在 MWE过程结束时，网络中的每个传感器都具有一组最小能量路径的每个SN的。然后总能 耗从每个SN的数据上传到每个节点的本地网络可以是计算。该能量消耗量的数字作为中选准那么，一个SWE过程可以被用来找到该节点能够产生的
12、最小的能量消耗。然后该节点可以充当CN的相干协作功能。在一般的形成过程中有较长的 延迟，更高的开销，并降低可扩展性比非相干处理网络。图8示出的形成过程。仿真实现仿真试验台以上合同在秒差距开头实施23。在该模拟中，一个无线电传播模型完全与 阴影和路径损耗被使用。仿真是能够运行数据包级的试验，以测试该算法的行为。该仿真是 能够容纳数百个节点的仿真的时刻。仿真环境模型的每个节点作为单独秒差距实体。每个层, 即MAC地址，移动MAC和网络层，所述的功能性被实现为节点内的函数。网络由45个节点，在空间随机分布，具有密度为人=0.04 nodes/m2是模拟，如图9.A. 在该仿真中，传感器节点正在使用I
13、mW的放射功率，TFRAME-8.0秒和100的频带是可 用的。路径损耗如下第四功率下降了与距离法，和阴影方差为8dB。图9.B使网络链路的状 态在它的那一刻成为关连。在图9.C移动MAC的行为被示出。移动节点正在行驶时的。.1的速度米/秒，具有10 个邻居注册，但只限于3的连接力量。该连接阈值设置在12dB的接收SNR水平，在7分 贝断线阈值。该图显示了一个移动的轨迹和它的链路层连接的手机的MAC合同维护在5个 采样点Tl, T2, T3, T4, T5。图9.D,9.E和9.f显示传感器连接到移动3生成树已宣布本身作为在时间T3汇聚节点。 每棵生成树从水槽的一个独特的1跳邻居，并建立跳转到
14、更高的跳动距离所需要的是放松的 时候，树是小。在这样的早期阶段网络的形成，当平均网络度仅为2.13 （如图9.B示出）， 只有14个传感器45 （约31%）有多个路径下沉。然而，由于自组织MAC算法连续拾取新 的链路层连接，那么平均程度，以及所述多路径掩盖范围将不断完善，直到拓扑结构变得稳定。 请留意，在全部这些状况下，在为了保持图表清晰，现有的相关链接不显示。结论我们已经提出了一套算法在无线传感器建立和维护连接网络。该算法采用低移动性和丰 富的带宽，同时与应对严峻能源约束和网络可扩展性的要求。该算法进一步适应缓慢通过该 节点的子集的移动性。然而，很多重要的争辩问题依旧存在，包括对例如越界上尤
15、其是考虑 到所需的网络形成的最小能量相互作用的信号处理功能。另一个问题是在多大程度上算法可 以与更广泛的迁移率有效地处理在节点和目标。最根本的悬而未决的问题是层次结构的分布式信号处理和网络功能。很明显，信号处理 功能的一些分层须出示节能运行。我们买不起最贵的信号处理算法是不断磨合，我们也不能 承受的贫困的打算品质，结果从只在靠最简洁的程序。由于通信占主导地位时，合作功能之 间的能源本钱需要的节点，这个问题自然产生的的范围内，信号处理层次需求相应的网络层 次结构。我们已经开发实质上不同的算法来设置子网络，以执行协作信号处理功能，与所涉 及的努力和可扩展性的信号处理功能相当剧烈依靠。然而，这仅仅是
16、在第一大胆探究的问题 特别丰富的空间。替代算法在大型硬件测试网络确定会产生很多好玩的挑战。参考文献11 G. J. Pottie and W. J. Kaiser,、 Wireless Integrated Network Sensors , Communications of the ACM,vol. 43, no. 5, May 2000, pp. 51-58.2 May 2000 Issue of Communications of the ACM.3 D. Estrin, R. Govindan, and J. Heidemann,Embedding the Internetv , C
17、ommunications of the ACM,vol. 43, no. 5, May 2000, pp.39-41.4 G. Asada, M. Dong, T. S. Lin, F. Newberg, G. Pottie, W. J. Kaiser, and H. O. Marcy, Wirelessintegrated network sensors: Low power systems on a chip” , Proceedings of the 1998 European Solid StateCircuits Conference, 1998.5 F. Bennet, D. C
18、lark, J. Evans, A. Hopper, A. Jones, and D. Leask,、 Piconet: Embedded mobile networking v , IEEE Communications Magazine, pp.7-15, October 1997.6 G. J. Pottie, Hierarchical Information Processing in Distributed Sensor Networks/ ISIT, Cambridge,USA. August 1998, pp. 163.9 K. Sohrabi, “On Low Power Wi
19、reless Sensor Networks, Ph.D. Dissertation, Department of ElectricalEngineering, UCLA, June 2000.10 J. L. Gao, Energy Efficient Routing for Wireless Sensor Networks,v Ph.D. Dissertation, Departmentof Electrical Engineering, UCLA, June 2000.11 M. Geri a and J. T. Tsai, Multicluster, mobile, multimedi
20、a radio network/ Wireless Networks, vol. 1995, pp.255-265.12 D. J. Baker and A. Ephremides, “The architectural organization of a mobile radio network via adistributed algorithmsv , IEEE Transactions on Communications, no. 11, pp. 1694-1701, November 1981.13 A. D. Amis, R. Prakash, T. H. P. Vuong and
21、 D. T. Huynh, u Max-Min D-Cluster formation in wirelessad-hoc networks v , IEEE INFOCOM, March 2000.14 K. Sohrabi, G. Pottie, u Performance Of A Novel Self-Organization Protocol For Wireless Ad-HocSensor Networks,“ Proceedings of IEEE Vehicular Technology Conference, September 1999, Amsterdam, Nethe
22、rlands.15 K. Sohrabi, J. Gao, V. Ailawadhi, G. Pottie, A Self-organizing Wireless Sensor Network,v Proc. 39thAnnual Allerton Conference on Communication, Control, and Computing, Urbana, Illinois, October 1999.16 Iwata, A. et al., “Scalable Routing Strategies for Ad Hoc Wireless Networks/* IEEE Journ
23、al onSelected Areas in Communications, vol. 17, no. 8, pp 1369-79, August 1999.17 Pei, G. and Gerla, M., Mobility Management in Hierarchical Multi-hop Mobile Wireless Networks/1Proceedings Eight International Conference on Computer Communications and Networks, Piscataway, NJ,USA: IEEE, 1999. p.324-9
24、.18 Viterbi, A. et aL, Soft Handoff Extends CDMA Cell Coverage and Increases Reverse Link Capacity,*IEEE Journal on Selected Areas in Communications, vol. 12, no. 8, pp 1281-8, October 1994.19 Wong, D. and Lim, T. J., nSoft Handoffs in CDMA Mobile Systems/ IEEE Personal Communications, pp 6-17, Dece
25、mber 1997.20 S. Singh, M. Woo, C.S. Raghavendra,Power-A ware Routing in Mobile Ad Hoc Networks, MOBICOM 98, Dallas Texas. Pp. 181-190.21 J.W. Suurballe, Disjoint Paths in a Network, Networks, 4:125-145, 1974, John Wiley & Sons.22 K. Yao, R.E. Hudson, C.W. Reed, D. Chan, F. Lorenzelli, Blind Beamform
26、ing on a RandomlyDistributed Sensor Array System,、IEEE Journal On Selected Areass in Communications, vol. 16, no. 8,October 1998.供应一个健全和能源高效采用的通讯系统。如调制和信源信道编码的物理层设计也数以这一 类。信道接入方式必需被设计以及路由问题和迁移管理必需解决。本文重点介绍一些这类方 面的设计。应用在应用层，过程的目标是创立用于有效提取有效的新功能，操作，运输和来自传感器 的数据得到的信息表示。在大多数应用，传感器网络具有不同的功能组件：检测和数据采集, 信号
27、处理，数据融合，和通知。通过集成传感，信号处理和通信功能，传感器网络供应了层次化信息处理的自然平台。 它允许信息是在不同的抽象层次，从的具体，镜检处理具体的目标，对目标的聚集行为的宏 观视图。在环境中的任何大事可以在三个层面上进行处理：节点级别，局部区域层面，及全 球层面。在节点级别，数据收集和处理发生在每个节点，除了结果传输到某个遥远的信宿 外没有其他通信。在本地和全球层面上，节点间的通讯是为了将各种类型的原始或者预处理 的节点数据聚集起来，在某个位置进行协调信号处理，例如数据的融合和聚集。一般操作方案：传感器网络必需能够特别动态的条件下运行。具体来说，我们的合同必需能够在启动时, 稳定状态
28、，和失效时支持网络操作。请留意，这些状况会随时消失。这些操作条件下，有必 要来了解，由于传感器网络必需在大多数状况下，无人管理的运作。一旦节点已经启动了与 网络形成，大多数节点将能够维持稳定运行状态，即它们的能量储层近满，他们可以支持全 部的传感，信号处理和通讯任务的要求。在这种模式下，大量的节点将被形成为多跳网络。 节点通过将信息传递给更多的汇聚节点来建立路由。汇聚节点是一个能够大范围无线通信, 能够连接传感器网络并且长时间通信的基础设施。汇聚任然可以是一个移动节点来汇聚信息 或者其他需要从无线传感器网络提取的信息。有很多的例子是需要很多的节点共同合作来探测信号或者大事。当需要共同对一个具体
29、的 目标提取信息时，一个本地网络将建立以便关心必要的信号放射和数据传输的任务。特殊是, 合作功能需要涉及在目标四周的一系列节点以及短时间跨度的操作。当目标消失时，他们要 能够快速的反响，并且能够进行一些原始的信息处理。虽然多跳广播可以工作在2种模式下 面:sensor-to-sink和sink-to-sensor （广播和组播）,大多数传输是前者。这将显着的应变 靠近汇聚节点的能量资源,会使得本地更多得受到能量的影响。节点可能由于其他缘由失效, 如机械故障。当很多节点失效了，MAC和路由合同将这些转变新的路由信息告知给汇聚节点。这需要这 可能需要乐观调整放射功率和信号的速率现有的联系，以削减能
30、源消耗。或者通过那些存在 更多能源的网络区域重新路由数据包无线传感器网络是通信网络的新成员：为了说明传感器网络的物理限制对我们无线网络算法设计的影响，我们简略地争辩些相关 的无线传感器网络模型，也就是移动自组网，蜂窝通信和一些小范围的无线局域网络。一个 无线的移动自组织网络是一个具有几十上百个通信节点以便能够掩盖百米范围内的对等网 络。每个节点是设想为诸如个人数字助理（PDA）的个人信息设施配备一个相当简单的无线 电收发器，该节点是完全移动。MANET网络的目标是形成和维持一个连接的多跳网络中能够 传输的节点之间的多媒体通信。为了供应QoS中移动面对移动自组网必需做到以下几点：a）组织中的节点
31、在这样一种方式，它们能够有效访问共享通信媒体，这就是所谓的在某 些状况下形成基础设施，包括供应用于节点的信道接入方式以及功能。b）在网络中能够进行路由。c）在移动的状况下能够维持网络的组织和路由。在MANET的0RM的三项任务是为了 QoS的优化。这就是网络被设计成能够供应良好的吞吐 率和延迟特性面对节点移动的时候，虽然这些节点是具有便携式电源的功率原件，但是能量 的损耗在该系统中也是次级重要的由于每个设施始终连接到一个人，想必需要时电量耗尽的 电池将被取代。蜂窝网络是一个由固定和移动的节点组成的大型网络，固定的节点或者说是基站是在他们 的子网络中通过有线的主干网而连接起来的基础设施，那些很分
32、散的移动端的数量大大地超 过了固定节点。基站经常掩盖一整片区域，只有很小的一局部区域会重叠。这个问题消失在 由这一蜂窝到另一蜂窝的区域。每个移动节点都距离基站只有一跳，最基本的目标是通过高 效的带宽来供应高质量的QoS。基站是实际上是拥有无限制的能源，而移动设施只有电池。蓝牙7是一种短距离的无线网络系统，目的是取代电缆之间的消费电子设施和供应它们 之间的射频连接。蓝牙网络拓扑是一个星型网络的主节点可以有多达七个从节点连接到它形 成一个微微网。每个微微网采纳统一安排的TDMA调度和跳频模式。原始信号速率这个系统 是1 Mb / s,全部的节点都同步到主节点。有在地方的机制多个微微网互连，形成一个
33、多 跳拓扑结构。典型的传输功率约为1M肌它估计将到达10米的范围内。此外一个短程商业 系统正在开发的HomeRF 8 该系统的目标那些是特别相像的蓝牙。然而，网络模型是 基于IEEE 802. 11标准该系统能够处理单跳Ad-hoc网络。无线跳频模块。信道访问可能在 TDMA和CSMA方式。高达2 MB / s的数据速率可能的。传输功率水平在100兆瓦。典型的 范围是在房子里遇到的距离和院子。通过全部这些网络相比,我们的传感器网络,可能是由成 百上千的节点。这些节点通常固定在部署后，除了一个特别小的数字的移动传感器节点。交 通可能会有统计特性与多媒体数据 传统的无线网络的流。虽然准确的传感器数
34、据流量属 性还不知道，很明显，由于观看现象的本质，为传感器数据所需的带宽低，1 - 100 kb / s的传统的无线网络的主要目标是供应高质量的服务（即高吞吐量低延迟、高带宽效率当流淌 存在。传感器网络，相比之下,我们是来旅游的感爱好的延长网络的生命周期。为此我们必需 节省能源,我们情愿放弃在其他方面表现的QoS和带宽采用率等操作。每个节点取决于小和 低容量电池作为能源，而不能希望替换当操作在敌对或偏远地区。与一个固定的网络基础设施,失去连通性是一个统计上罕见的大事和独立能源使用。另一 方面,在移动网络,拓扑变化主要归因于移动的节点,而不是消失创能源引起的各种网络合同 的执行。因此,为了提高系
35、统性能,移动性管理和故障恢复担当更多比合同设计中节能的重要 性。然而,特设传感器网络能量损耗的主要因素是连接退化和操作寿命的长度。因此,整体性 能变得高度依靠能源效率的算法。在传感器网络能源节省技术：在传感器网络能源节省技术能源消耗发生在三个领域:传感、数据处理和通信。在 无线传感器网络通信是主要能源消费。更好地把握这个想法让我们比拟能源本钱通过无线电 数据传输和数据处理。中描述的例如口，为地面地面传输,本钱3 J能量的传输距离100 1 kb 的数据米。另一方面适度法律规范的通用处理器100 MIPS / W处理力量执行300万条指令 的能量是一样的。幸运的是可以使数据处理和无线通信之间的权
36、衡。传感器节点将做更多的 本地处理,而不是在空气交换原始数据。同样的合同负责0RM必需尽可能削减他们的消息开 销。这导致了需要高度本地化和分布式算法为数据处理和网络。我们的合同：在本节中我们的算法，将执行0RM传感器网络具体来说，我们将描述传感器网络的自组 织的介质访问掌握（SMACS）网络启动和链路层组织。接下来,Eavesdrop-And-Register （EAR） 算法将。该算法使移动节点的无缝互连领域的固定无线节点，代表了 mobi 1 ity-management 方面的合同。最终，我们目前的挨次安排路由（SAR）算法,促进种路由和Single-Winner选举 （我们）和Mult
37、i-Winner选举（兆瓦）算法,处理必要的信号和数据传输在当地合作信息处理 任务。深化具体的内部机制SMACS,SAR、SWE和兆瓦，见（9、10）。链路层的问题：链路层的两个主要的服务供应应更高的链路层拓扑层形成（或基础设施）和调整通道访问 的节点。在大多数现有的或建议自组网、通道访问是通过两种不同的方法，即通过争辩或显 式组织时间/频率/代码域。各种MACA和MACAW报道是前者的例子。802.11标准的MAC层设 计就是一个例子二级频道的访问方案，我们来看“组织”频道访问尝试首先确定网络无线连接，即每个节点 的广播邻居觉察,然后没有冲突的渠道安排给链接。的任务安排渠道，例如TDMA插槽
38、,频率 乐队或扩频码,广播邻居之间的联系,这样他们不会碰撞是一个困难问题。以缓解安排问题形 成层次结构网络中的定位组的节点，使信道安排的任务更易于管理。这种方法的问题 是如何确定集群成员和集群头，这样整个网络掩盖吗节点移动。一些例子给出的解决方案 （11、 12、 13）o主见对传感器网络的广播范围低,传输和接收几乎相同的能量消耗。我们想把频率关掉当 没有信息或者发送收到。通道的组织方法访问需要同步网络中的节点在某种程度上（通常在槽边时代TDMA系统）。 在组织方案,通常一个时间是留给邻居觉察。假如使用一个集中的信道安排算法,整个连接信 息以及任何特定带宽要求传递给链接单节点的网络计算的时间表
39、。有分布式安排方法 在节点只与一些当地的社区连接数据交换。这个网络内对传感器网络同步又昂贵，由于它需 要大量的消息传递同步的全部节点。静止的MAC和启动过程的描述：,在我们的系统中我们假设节点能够翻开和关闭他们的收发装置，他们也能进行不同的频段 掌握。假设可以使用的频段是很多的，虽然不是合理的假设。那么我们假设频段是在 902-908ISM频段，并且这些每一跳的信息速率不超过10KB/S,那么我们就有2600个频段可 以使用。我们的合同,一个通道被定义为时间间隔，类似于一个插槽TDMA时间表。我们 用手或远程节点部署这样的假设他们是随机掩盖一些区域。后部署,每个节点醒来在一些随 机的时间依据一
40、些分布。传感器网络的自组织的介质访问掌握（SMACS）是一种基础设施建设合同，形成一个平面拓 扑（相对于集群层次）的传感器网络。SMACS是一个分布式合同使一组节点觉察他们的邻居和 建立传输/接收时间表与他们沟通而不需要任何本地或全球主节点。为了实现这一目标易于形成,我们结合你的邻居觉察阶段和通道任务阶段SMACS合同。与 关联聚类算法等方法（LCA） 12,执行第一遍整个网络上觉察的邻居,然后另一个通过 完成安排渠道,或TDMA槽,相邻节点之间的联系,在SMACS,我们指定一个通道链接后马上发 觉链接的存在。这种方式链接开头形成同时在整个网络。全部节点的时候听到他们全部的邻 居,他们成立了一
41、个连接网络。在一个连接网络，任意两个之间至少存在一种路径不同的节 点。由于只有局部信息无线连接四周的一个节点被用来安排时间时间间隔的链接，存在一个潜 在的碰撞与槽安排到相邻的链接存在信道安排时是未知的。削减碰撞的可能性,我们需要 每个链接操作在不同的频率。这个频段的选择是随机的当链接形成可能的选择。这个想法被描述在图2. bo节点A和D醒来有时T,T。之后他们找到彼此一个维 他们同意传输和接收在一对固定一个时间段内。这种传输接收模式定期重复每一个T。节点 B和CT和T分别醒来后有时。后框架be他们找到彼此将箱位安排另一双那么和接待。留意, 假如全部节点操作在同一频段,然后是一些传输的可能性碰撞
42、在给定的时间表。例如,传输从 D将在与碰撞传输从B到c o如上所述TFRAME是固定的全部节点，和是MAC的一个参数。TFRAME是的长度 超帧为我 们的MAC地址。随着新邻居的觉察和新的链接形成，每个超帧节点将开头填补。从图2.B 我们看到TFRAME时代为节点A和B,例如，不不谋而合。现在，假如我们所说的每一个发 送或接收期间插槽，我们来自同一个数字看到，合同将导致时隙安排不需要在整个网络中被 对准。同样，这种非同步的安排是可能的缘由，是不同频率的链接安排该向网络中的指定 的非同步时隙力量，使节点以形成链接的关键问题上飞。我们称这个概念的非同步调度的通 信或NSC。这种自发性实现了快速的方
43、法对整个网络链路调度。节点通信可以节省能源。而连接的任务是快速完成的，不需要的全球连通性信息的 积累，甚至连接信息到达比一个跳，整体效果会显著的能源节省。我们现在争辩的方法，节 到彼此，和机制的时隙和确定工作频率。简要描述该机制在14 了。为了说明这个机制， 我们将遵循一组节点，B, C, G的动作，如下图2o这些节点所从事的邻居觉察过程。 他们醒来，在随机时间。在唤醒，每个节点会听的一个固定的频率信道，对于一些随机的持 续时间。一个节点将打算发送的邀请，这个最初的听的时间结束，假如没有听到任何从其他 节点的邀请。这是节点C发生什么，将广播邀请消息，或短消息。节点B和G听到这1消 息。每一个将
44、广播的响应，或2型消息，向节点C,在间隔后在一个随机的1型接待时间。 假如2型信息不发生碰撞，节点C会听到。节点C必需选择唯一的一个的受访者。将选择 的节点B,由于它的响应，第一个到达。其他的选择的选择标准被申请人可以使用，如选择 一个节点具有较高的接收信号电平，或选择一个更多的邻居节点的连接。节点C会的结束 后马上派Type3信息间隔后短消息，通知全部受访者的是哪一个选择。节点G,这是没有选 择，将关闭一段时间它的收发信机，然后开头搜寻程序。假如节点C已经连接，它将发送调度信息，随着时间的下一个超级框将开头，在3体。 节点B将读取这些信息，比拟两种方案和时间偏移，并到达一组的两个自由的时间间
45、隔安 排给C和B之间的连接槽B节点将发送的时隙的位置沿与随机选择的频带在一个4消息体 节点的操作。在这一点上，两个节点有一个悬而未决的链接他们之间。一旦一对短测试消息 交换胜利的两个节点之间使用新安排的时隙，链接添加到节点方案永久。我们定义一个子网 为节点，形成一个连通图和具有全都的超级名声的一个子集时代。每个子网中有两个或两以 上的节点。例如，图2中的A和D。B节点，形成一个子网B和C形成另一个。随着时间 的推移，这些子网规模的扩大，通过将新节点。他们最终将成为连接到其他子网，到最终几 乎全部网络中的节点连接together的状况下，当两个节点觉察对方，试图形成一个链接， 而他们已经是成员不
46、同的子网是我们国家最具挑战性的状况下启动程序。只要超级帧两个节 点具有足够的重叠区域中未指定为新的链路安排一对槽，没有对于两个节点重新组织各自的 时间表以使新的链接室。假如有没有离开房间，两个节点将选择放弃和其他节点的搜寻。 启动消息列表以下信息是节点之间交换时，他们正在查找新的邻居：1型：短邀请包含节点的身份和其连接的邻居数。节点发送，是搜寻交易过程中的人。2型：1型反响的结果。发送节点，将得到邀请。可能有一个以上的每个人的邀请。这消息 使人和被邀请人的地址，并被邀请者的连接状态。3： 2型反响的结果。显示选定的邀请。它包含以下附加依据节点的连接状态信息： -）邀请人不附：无）。二）邀请，邀
47、请附：邀请人的方案和框架的时代。三）被邀请人不重视，人附：提出了链路的信道，计算的人。4： 3型反响的结果。消息内容如下：一）邀请不重视，人不附：由被确定的信道。二）被邀请人不重视，人附：无。三）附不附：招标人邀请，由被邀请者确定的信道。四）被连接，人附：从自己和人的时间表确定的信道信息。移动MAC的问题为固定网络成为完全形成，它是可能的，移动节点将开头与网络。同时增加伴随拓扑 变化的移动节点的开销，进一步强化网络的功能，因此他们的存在是所必需的。移动的MAC 合同的目标这里介绍的是供应所需连接的移动传感器作为他们与静态的相互作用网络，在坚 持约束整个固定网络。在无线网络中的移动性管理已被广泛
48、争辩，与每一个网络在处理新任 务的方法表现形式。移动管理问题无线自组网，例如，经典的面对网络内的路由问题。作为 网络是由单独的移动节点，路由和移动性在MANET的任务通常是共同处理。方法之一，已 被设计来处理这些网络是移动节点组团簇，簇头选举一个路由信息在局部邻域16, 17。 集团簇头在整个网络中依次形成子网。信息然后被路由通过这子网。当移动节点从一个地方 移动到下一个，他们可以打算注册在一个新的集群，并连续照常运行。蜂窝系统的结构完全 不同于传统的无线自组网。有线骨干固定节点供应路由，由于避开了无线信道。因此，只有 单一的跳从移动节点与固定基站需要考虑。因此，流淌性管理主要是这里的形成具有最好的 基座连接角度站。当移动用户从一个基站四周的下，所需的连接简洁的更新，使用切换技术 和通信连续正常18, 19 。为基站被假定有一个大的能量库，他们实行了很多的移动的责 任管理的任务（即建立移动节点，新的路线通知移动节点的切换，等）。虽然争辩已经完成，以解释各种网络的ORM任务的处理网络的属性是比那些正在这里 考察不同。无线自组网，特殊是，是真正意义上的Ad hoc网络，但固定节点的缺乏使得它 很难简洁地使用他们处理我们的移动性管理算法。节点本身被假定有一个大范围（几百米的 挨次），以削减对电力消费和更多的