基于竞争的MAC协议

1、基于竞争的MAC协议有以下优点：

①由于基于竞争的MAC协议是根据需要分配信道，所以这种协议能较好的满足节点数量和网络负载变化

②基于竞争的MAC协议能较好的适应网络拓扑结构的变化

③基于竞争的MAC协议不需要复杂的时间同步或集中控制调度算法

2、无线局域网IEEE 802.11 MAC协议有分布式协调（DCF）和点协调（PCF）两种访问控制方式，其中DCF方式是IEEE 802.11协议的基本访问控制方式

3、在DCF工作方式下，节点在侦听到无线信道忙之后，采用CSMA/CA机制和随机退避机制，实现无线信道的共享。另外，所有定向通信都采用立即的主动确认（ACK帧）机制：如果没有收到ACK帧，则会发送方会重传数据。

4、PCF工作方式是基于优先级的无竞争访问，是一种可选的控制方式。它通过访问接入点协调节点数据的数据收发，通过轮询方式查询当前哪些节点有数据发送的请求，并在必要时给予数据发送权

5、在DCF工作方式下，载波侦听机制通过物理载波侦听和虚拟载波侦听来确定无线信道的状态。物理载波侦听由物理层提供，而虚拟载波侦听由MAC层提供

6、IEEE 802.11MAC协议规定了三种基本帧间间隔，用来提供访问无线信道的优先级，三种帧间间隔分别为：

①SIFS（shortIFS）：最短帧间间隔。它使用SIFS的帧优先级最高，用于需要立即响应的服务

②PIFS（PCFIFS）：PCF方式下节点使用的帧间间隔，用以获得在无竞争访问周期启动时访问信道的优先权

③DIFS（DCFIFS）：DCF方式下节点使用的帧间间隔，用于发送数据帧和管理帧

7、随机退避时间的计算公式：退避时间=Random（）*aSlottime（式中，Random（）是在竞争窗口[0,CW]内均匀分布的伪随机整数，其中CW是整数随机数；aSlottime是一个时隙，包括发射启动时间、媒体传播时延、检测信道的响应时间等）

8、S-MAC协议

（1）S-MAC协议提出了适合于多跳无线传感网的竞争性MAC协议的节能方法：1）采用周期性睡眠和监听方法减少空闲监听带来的能量损耗 2）当节点正在发送数据时，根据数据帧特殊字段让每个与此通信无关的邻居节点进入睡眠状态，以减少串扰带来的能量损耗 3）采用信息传递机制，减少控制数据带来的能量损耗

（2）S-MAC协议的关键技术

①周期性监听和睡眠

其步骤如下：1）节点首先监听一个固定的时间段，其长度至少是一个调度周期

2）如果节点在开始监听的固定时间段内接受到邻居发来的SYNC数据包，该节点存储该调度方式信息，并采用此调度方式进行周期性监听和睡眠

3）如果节点在开始周期性调度后，接受到不同调度方式的SYNC数据包，则有两种情形：如果节点只有一个邻居，那么节点放弃自己当前的调度方式，选择新的调度方式；如果节点还有其他邻居，那它将融合这两种调度方式，即保持更大长度的监听时间

②自适应监听

其基本思想是在一次通信过程中，通信节点的邻居在此次通信结束后唤醒并保持监听一段时间

③减少碰撞和避免串音

S-MAC的物理载波侦听机制采用的是RTS/CTS/DATA/ACK握手机制

④消息传递（分片传输机制）

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