無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)課件第4章

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)課件第4章第一頁(yè)，共27頁(yè)。主要內(nèi)容4.1MAC層技術(shù)概述4.1.1無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)對(duì)MAC協(xié)議的影響4.1.2無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則4.1.3無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議分類(lèi)4.2IEEE802.11協(xié)議4.2.1IEEE802.11網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)4.2.2IEEE802.11協(xié)議MAC層的工作模式4.2.3分布式協(xié)調(diào)功能(DCF)4.2.4集中式協(xié)調(diào)功能(PCF)第二頁(yè)，共27頁(yè)。第4章無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC層技術(shù)第三頁(yè)，共27頁(yè)。4.1MAC層技術(shù)概述無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的介質(zhì)訪問(wèn)控制MAC(MediumAccessControl)協(xié)議決定無(wú)線信道的使用方式，通過(guò)在傳感器節(jié)點(diǎn)之間建立鏈路來(lái)保證節(jié)點(diǎn)公平有效地分配有限的無(wú)線通信資源。它決定了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的評(píng)價(jià)指標(biāo)，比如吞吐量、帶寬利用率、公平性和延遲性能等。第四頁(yè)，共27頁(yè)。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)對(duì)MAC協(xié)議的影響第五頁(yè)，共27頁(yè)。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)對(duì)MAC協(xié)議的影響第六頁(yè)，共27頁(yè)。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)對(duì)MAC協(xié)議的影響第七頁(yè)，共27頁(yè)。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)對(duì)MAC協(xié)議的影響造成網(wǎng)絡(luò)能量浪費(fèi)的主要原因包括：如何讓網(wǎng)絡(luò)通信更有效率、減小不必要的能量消耗是傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議設(shè)計(jì)需要重點(diǎn)考慮的問(wèn)題。第八頁(yè)，共27頁(yè)。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)對(duì)MAC協(xié)議的影響第九頁(yè)，共27頁(yè)。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則第十頁(yè)，共27頁(yè)。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則第十一頁(yè)，共27頁(yè)。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議分類(lèi)第十二頁(yè)，共27頁(yè)。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議分類(lèi)第十三頁(yè)，共27頁(yè)。IEEE802.11協(xié)議IEEE802.11網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)AdHoc網(wǎng)絡(luò)形式也叫點(diǎn)對(duì)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)形式(P2P)或獨(dú)立基本服務(wù)集合(IBSS)，AdHoc網(wǎng)絡(luò)是一種沒(méi)有固定的、有線的基礎(chǔ)設(shè)施構(gòu)成的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)路中的節(jié)點(diǎn)均由移動(dòng)主機(jī)構(gòu)成。AdHoc網(wǎng)絡(luò)

第十四頁(yè)，共27頁(yè)。IEEE802.11協(xié)議IEEE802.11網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)形式又稱(chēng)有中心的網(wǎng)絡(luò)，它要求一個(gè)無(wú)線接入點(diǎn)(AP)充當(dāng)中心站點(diǎn)，負(fù)責(zé)移動(dòng)終端的管理以及協(xié)調(diào)無(wú)線與有線網(wǎng)絡(luò)之間的通信。AP應(yīng)該自動(dòng)在數(shù)據(jù)鏈路層對(duì)有線和無(wú)線局域網(wǎng)的幀進(jìn)行重新格式化并進(jìn)行新的差錯(cuò)檢驗(yàn)計(jì)算?；A(chǔ)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)

第十五頁(yè)，共27頁(yè)。IEEE802.11協(xié)議IEEE802.11網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為了增大無(wú)線局域網(wǎng)的覆蓋范圍和用戶數(shù)量，提供終端用戶在不同區(qū)域的無(wú)縫切換，通過(guò)在有線網(wǎng)絡(luò)中接入一個(gè)無(wú)線接入點(diǎn)(AP)，將無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接至有線網(wǎng)絡(luò)主干，IEEE802.11b把這種網(wǎng)絡(luò)稱(chēng)為擴(kuò)展服務(wù)集(ESS)網(wǎng)絡(luò)。擴(kuò)展服務(wù)集網(wǎng)絡(luò)

第十六頁(yè)，共27頁(yè)。IEEE802.11協(xié)議MAC層的工作模式載波監(jiān)聽(tīng)多載波接入CSMA（CarrierSenseMultipleAccess）是從ALOHA演變出的一種改進(jìn)協(xié)議，又稱(chēng)為載波偵探多點(diǎn)訪問(wèn)協(xié)議。當(dāng)信道中有幀存在時(shí)，稱(chēng)信道是忙碌的，否則稱(chēng)為空閑的。每站發(fā)送前先檢測(cè)信道狀態(tài)，是否發(fā)送數(shù)據(jù)根據(jù)信道狀態(tài)來(lái)決定。第十七頁(yè)，共27頁(yè)。IEEE802.11協(xié)議MAC層的工作模式第十八頁(yè)，共27頁(yè)。IEEE802.11協(xié)議MAC層的工作模式第十九頁(yè)，共27頁(yè)。IEEE802.11協(xié)議MAC層的工作模式

IEEE802.11MAC協(xié)議分為分布式協(xié)調(diào)功能(DistributedCoordinationFunction,DCF)和點(diǎn)協(xié)調(diào)功能(PointCoordi-nationFunction，PCF)兩種訪問(wèn)控制方式，其中DCF方式

是IEEE802.11協(xié)議的基本訪問(wèn)控制方式。第二十頁(yè)，共27頁(yè)。IEEE802.11協(xié)議MAC層的工作模式IEEE802.11MAC協(xié)議規(guī)定了三種基本幀間間隔(Inter-FrameSpace，IFS)，用來(lái)提供訪問(wèn)無(wú)線信道的優(yōu)先級(jí)：（1）SIFS(shortIFS)：最短幀間間隔。（2）PIFS(PCFIFS)：PCF方式下節(jié)點(diǎn)使用的幀間間隔。（3）DIFS(DCFIFS)：DCF方式下節(jié)點(diǎn)使用的幀間間隔。（4）EIFS（ExtendedIFS）:DCF方式下節(jié)點(diǎn)確認(rèn)收到的不正確的幀。第二十一頁(yè)，共27頁(yè)。IEEE802.11協(xié)議MAC層的工作模式在DCF工作方式下，載波偵聽(tīng)機(jī)制通過(guò)物理載波偵聽(tīng)和虛擬載波偵聽(tīng)來(lái)確定無(wú)線信道的狀態(tài)。物理載波偵聽(tīng)由物理層提供，虛擬載波偵聽(tīng)由MAC層提供。分布式協(xié)調(diào)功能(DCF)第二十二頁(yè)，共27頁(yè)。IEEE802.11協(xié)議MAC層的工作模式在無(wú)線局域網(wǎng)中，會(huì)出現(xiàn)隱藏終端問(wèn)題。為了解決隱藏終端問(wèn)題，可以利用RTS和CTS兩個(gè)控制幀來(lái)進(jìn)行信道預(yù)約。第二十三頁(yè)，共27頁(yè)。IEEE802.11協(xié)議MAC層的工作模式退避算