無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)信道接入技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)
發(fā)布時(shí)間:2012/3/28 19:50:10 訪問(wèn)次數(shù):1861
由于WSN網(wǎng)絡(luò)的資源有限且與應(yīng)用高度相關(guān)，研究人員采用了SN74ACT04PWR多種策略來(lái)設(shè)計(jì)MAC協(xié)議。通過(guò)對(duì)當(dāng)前提出的各種應(yīng)用于WSN網(wǎng)絡(luò)的MAC協(xié)議進(jìn)行研究與分析，得到的結(jié)論是：由于不同應(yīng)用場(chǎng)合對(duì)網(wǎng)絡(luò)的要求不同，對(duì)MAC協(xié)議來(lái)說(shuō)，不存在一個(gè)適用于所有WSN網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的MAC協(xié)議，也沒(méi)有一種協(xié)議在各方面明顯強(qiáng)于其他協(xié)議，各種MAC協(xié)議在能量有效性和網(wǎng)絡(luò)延遲等性能之間，都存在不同程度的矛盾性，且受到多方面因素的制約。但能量有效性是設(shè)計(jì)一個(gè)好的MAC協(xié)議昀關(guān)鍵因素，能量高效的MAC協(xié)議仍然是今后的一個(gè)開(kāi)放性研究課題。在現(xiàn)有研究的基礎(chǔ)上，將來(lái)WSN網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議的進(jìn)一步研究策略和發(fā)展趨勢(shì)如下。
①能量有效性和網(wǎng)絡(luò)性能有效性的平衡：現(xiàn)有的多數(shù)MAC協(xié)議采用睡眠／偵聽(tīng)機(jī)制，大大地延長(zhǎng)了網(wǎng)絡(luò)壽命，但這種機(jī)制下網(wǎng)絡(luò)的時(shí)延較長(zhǎng)，網(wǎng)絡(luò)吞吐量比較低。在網(wǎng)絡(luò)流量大的情況下不能很好地適應(yīng)業(yè)務(wù)需求，因此需要在節(jié)約能量的基礎(chǔ)上盡可能地提高網(wǎng)絡(luò)效率。其中一種解決方法是提高網(wǎng)絡(luò)空間復(fù)用度，采用雙信道或多信道的工作方式。
②優(yōu)化的跨層設(shè)計(jì)：充分利用有效的資源，綜合物理層和上層（路由、傳輸、應(yīng)用層）的信息來(lái)設(shè)計(jì)和優(yōu)化MAC協(xié)議，以提高網(wǎng)絡(luò)的能量有效性和網(wǎng)絡(luò)效率。
③提供QoS（Quality of Service）支持：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量保證比其他類型的網(wǎng)絡(luò)更難實(shí)現(xiàn)，需要改進(jìn)MAC協(xié)議來(lái)減輕信道競(jìng)爭(zhēng)、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化等對(duì)QoS的影響。
④安全性：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)使其很容易受到被竊聽(tīng)、主動(dòng)入侵、信息阻塞和信息假冒、拒絕服務(wù)等各種方式的攻擊，因此無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的安全問(wèn)題非常復(fù)雜。對(duì)安全性的考慮應(yīng)該滲透到協(xié)議棧每一層中，不同的應(yīng)用對(duì)安全性的要求不相同，設(shè)計(jì)MAC協(xié)議應(yīng)該根捃不同的需求引入一定的安全措施（如信道加密、抗干擾、用戶認(rèn)證、密鑰管理、訪問(wèn)控制等），提高網(wǎng)絡(luò)對(duì)攻擊的防御性。
⑤實(shí)時(shí)性：一些特殊的應(yīng)用場(chǎng)合，如交通、工業(yè)控制、戰(zhàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)等，對(duì)傳感器網(wǎng)絡(luò)通信的實(shí)時(shí)性研究還不是很多，因此實(shí)時(shí)性也將成為今后無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議研究的重點(diǎn)之一。
①能量有效性和網(wǎng)絡(luò)性能有效性的平衡：現(xiàn)有的多數(shù)MAC協(xié)議采用睡眠／偵聽(tīng)機(jī)制，大大地延長(zhǎng)了網(wǎng)絡(luò)壽命，但這種機(jī)制下網(wǎng)絡(luò)的時(shí)延較長(zhǎng)，網(wǎng)絡(luò)吞吐量比較低。在網(wǎng)絡(luò)流量大的情況下不能很好地適應(yīng)業(yè)務(wù)需求，因此需要在節(jié)約能量的基礎(chǔ)上盡可能地提高網(wǎng)絡(luò)效率。其中一種解決方法是提高網(wǎng)絡(luò)空間復(fù)用度，采用雙信道或多信道的工作方式。
②優(yōu)化的跨層設(shè)計(jì)：充分利用有效的資源，綜合物理層和上層（路由、傳輸、應(yīng)用層）的信息來(lái)設(shè)計(jì)和優(yōu)化MAC協(xié)議，以提高網(wǎng)絡(luò)的能量有效性和網(wǎng)絡(luò)效率。
③提供QoS（Quality of Service）支持：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量保證比其他類型的網(wǎng)絡(luò)更難實(shí)現(xiàn)，需要改進(jìn)MAC協(xié)議來(lái)減輕信道競(jìng)爭(zhēng)、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化等對(duì)QoS的影響。
④安全性：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)使其很容易受到被竊聽(tīng)、主動(dòng)入侵、信息阻塞和信息假冒、拒絕服務(wù)等各種方式的攻擊，因此無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的安全問(wèn)題非常復(fù)雜。對(duì)安全性的考慮應(yīng)該滲透到協(xié)議棧每一層中，不同的應(yīng)用對(duì)安全性的要求不相同，設(shè)計(jì)MAC協(xié)議應(yīng)該根捃不同的需求引入一定的安全措施（如信道加密、抗干擾、用戶認(rèn)證、密鑰管理、訪問(wèn)控制等），提高網(wǎng)絡(luò)對(duì)攻擊的防御性。
⑤實(shí)時(shí)性：一些特殊的應(yīng)用場(chǎng)合，如交通、工業(yè)控制、戰(zhàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)等，對(duì)傳感器網(wǎng)絡(luò)通信的實(shí)時(shí)性研究還不是很多，因此實(shí)時(shí)性也將成為今后無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議研究的重點(diǎn)之一。
由于WSN網(wǎng)絡(luò)的資源有限且與應(yīng)用高度相關(guān)，研究人員采用了SN74ACT04PWR多種策略來(lái)設(shè)計(jì)MAC協(xié)議。通過(guò)對(duì)當(dāng)前提出的各種應(yīng)用于WSN網(wǎng)絡(luò)的MAC協(xié)議進(jìn)行研究與分析，得到的結(jié)論是：由于不同應(yīng)用場(chǎng)合對(duì)網(wǎng)絡(luò)的要求不同，對(duì)MAC協(xié)議來(lái)說(shuō)，不存在一個(gè)適用于所有WSN網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的MAC協(xié)議，也沒(méi)有一種協(xié)議在各方面明顯強(qiáng)于其他協(xié)議，各種MAC協(xié)議在能量有效性和網(wǎng)絡(luò)延遲等性能之間，都存在不同程度的矛盾性，且受到多方面因素的制約。但能量有效性是設(shè)計(jì)一個(gè)好的MAC協(xié)議昀關(guān)鍵因素，能量高效的MAC協(xié)議仍然是今后的一個(gè)開(kāi)放性研究課題。在現(xiàn)有研究的基礎(chǔ)上，將來(lái)WSN網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議的進(jìn)一步研究策略和發(fā)展趨勢(shì)如下。
①能量有效性和網(wǎng)絡(luò)性能有效性的平衡：現(xiàn)有的多數(shù)MAC協(xié)議采用睡眠／偵聽(tīng)機(jī)制，大大地延長(zhǎng)了網(wǎng)絡(luò)壽命，但這種機(jī)制下網(wǎng)絡(luò)的時(shí)延較長(zhǎng)，網(wǎng)絡(luò)吞吐量比較低。在網(wǎng)絡(luò)流量大的情況下不能很好地適應(yīng)業(yè)務(wù)需求，因此需要在節(jié)約能量的基礎(chǔ)上盡可能地提高網(wǎng)絡(luò)效率。其中一種解決方法是提高網(wǎng)絡(luò)空間復(fù)用度，采用雙信道或多信道的工作方式。
②優(yōu)化的跨層設(shè)計(jì)：充分利用有效的資源，綜合物理層和上層（路由、傳輸、應(yīng)用層）的信息來(lái)設(shè)計(jì)和優(yōu)化MAC協(xié)議，以提高網(wǎng)絡(luò)的能量有效性和網(wǎng)絡(luò)效率。
③提供QoS（Quality of Service）支持：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量保證比其他類型的網(wǎng)絡(luò)更難實(shí)現(xiàn)，需要改進(jìn)MAC協(xié)議來(lái)減輕信道競(jìng)爭(zhēng)、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化等對(duì)QoS的影響。
④安全性：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)使其很容易受到被竊聽(tīng)、主動(dòng)入侵、信息阻塞和信息假冒、拒絕服務(wù)等各種方式的攻擊，因此無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的安全問(wèn)題非常復(fù)雜。對(duì)安全性的考慮應(yīng)該滲透到協(xié)議棧每一層中，不同的應(yīng)用對(duì)安全性的要求不相同，設(shè)計(jì)MAC協(xié)議應(yīng)該根捃不同的需求引入一定的安全措施（如信道加密、抗干擾、用戶認(rèn)證、密鑰管理、訪問(wèn)控制等），提高網(wǎng)絡(luò)對(duì)攻擊的防御性。
⑤實(shí)時(shí)性：一些特殊的應(yīng)用場(chǎng)合，如交通、工業(yè)控制、戰(zhàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)等，對(duì)傳感器網(wǎng)絡(luò)通信的實(shí)時(shí)性研究還不是很多，因此實(shí)時(shí)性也將成為今后無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議研究的重點(diǎn)之一。
①能量有效性和網(wǎng)絡(luò)性能有效性的平衡：現(xiàn)有的多數(shù)MAC協(xié)議采用睡眠／偵聽(tīng)機(jī)制，大大地延長(zhǎng)了網(wǎng)絡(luò)壽命，但這種機(jī)制下網(wǎng)絡(luò)的時(shí)延較長(zhǎng)，網(wǎng)絡(luò)吞吐量比較低。在網(wǎng)絡(luò)流量大的情況下不能很好地適應(yīng)業(yè)務(wù)需求，因此需要在節(jié)約能量的基礎(chǔ)上盡可能地提高網(wǎng)絡(luò)效率。其中一種解決方法是提高網(wǎng)絡(luò)空間復(fù)用度，采用雙信道或多信道的工作方式。
②優(yōu)化的跨層設(shè)計(jì)：充分利用有效的資源，綜合物理層和上層（路由、傳輸、應(yīng)用層）的信息來(lái)設(shè)計(jì)和優(yōu)化MAC協(xié)議，以提高網(wǎng)絡(luò)的能量有效性和網(wǎng)絡(luò)效率。
③提供QoS（Quality of Service）支持：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量保證比其他類型的網(wǎng)絡(luò)更難實(shí)現(xiàn)，需要改進(jìn)MAC協(xié)議來(lái)減輕信道競(jìng)爭(zhēng)、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化等對(duì)QoS的影響。
④安全性：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)使其很容易受到被竊聽(tīng)、主動(dòng)入侵、信息阻塞和信息假冒、拒絕服務(wù)等各種方式的攻擊，因此無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的安全問(wèn)題非常復(fù)雜。對(duì)安全性的考慮應(yīng)該滲透到協(xié)議棧每一層中，不同的應(yīng)用對(duì)安全性的要求不相同，設(shè)計(jì)MAC協(xié)議應(yīng)該根捃不同的需求引入一定的安全措施（如信道加密、抗干擾、用戶認(rèn)證、密鑰管理、訪問(wèn)控制等），提高網(wǎng)絡(luò)對(duì)攻擊的防御性。
⑤實(shí)時(shí)性：一些特殊的應(yīng)用場(chǎng)合，如交通、工業(yè)控制、戰(zhàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)等，對(duì)傳感器網(wǎng)絡(luò)通信的實(shí)時(shí)性研究還不是很多，因此實(shí)時(shí)性也將成為今后無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議研究的重點(diǎn)之一。
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