无线传感器网络的链路技术研究(7)
a) 基于信道数
根据使用的信道数，即物理层所使用的信道数，可分为单信道、双信道和多信道的接入协议。
b) 基于信道分配方式
根据信道的分配方式，可以分为基于TDMA的时分复用固定式、基于CSMA的随机竞争式和混合式3种。
c) 基于节点的工作方式
根据接收节点的工作方式，可分为侦听、唤醒和调度3种。
4.3 IEEE802.11协议的MAC层工作模式
IEEE802.11协议内容涉及面极广，在这里，我们主要讨论它的MAC层的工作方式。IEEE802.11的MAC层定义了两种不同的访问方式：分布式协调功能（Distributed Coordination Function）和点式协调功能（Point Coordination Function）。
4.3.1 CSMA/CA
IEEE802.11的基本访问方式是CSMA/CA， 被称为分布式协调功能的基本的访问机制，本质上是带冲突避免的载波侦听多路访问（CSMA/CA）机制。
CSMA协议工作原理如下：一个站点在发送之前先对介质进行监听，如果介质忙，那么该站点推迟一段时间之后再试发送；如果介质空闲，那么该站点即获准发送。
这种类型的协议在介质负载不重的时候是非常有效的，因为它允许站点在最小延时候发送。但是依旧会有可能不同的站点同时侦听到介质空闲，然后同时发送数据，这样的话就会导致碰撞发生。为了解决这个问题，802.11使用了一个冲突避免（CA）机制，同时还有一个主动的确认方案，如下所述： a）一个站点如果想要发送那么它首先对介质进行侦听，如果介质忙，那么它推迟发送，如果介质空闲了一个特定的时间（在规范中称为分散式帧间间隔DIFS），那么该站点获准发送。
b）接受站点检查收到的数据包的CRC，并且回发一个确认包（ACK）。发送站收到此确认包即意着没有冲突发生。如果发送站没有收到确认包，那么它将再次发送该数据片，直到收到应答确认包，或者在指定的发送次数之后将该数据片丢弃。
MAC层的侦听是通过网络分配矢量NAV (Network Allocation Vector)机制实现的，每个节点文护一个NAV。NAV可理解为一个计数器，其中的数值是根据各种帧MAC头中的Duration字段设置的，该值表示信道被预留的时间长度。NAV的值以均匀的速度递减，当期值为0时，则虚拟载波侦听指示信道空闲，否则信道忙。
4.3.2 分布式协调功能(DCF)
IEEE802.11MAC协议规定了4种基本的帧间间隔(Inter Frame Spacing,IFS)来区分其对介质访问的优先级。一个节点通过载波侦听机制来确定介质是空闲状态，并且其持续空闲要达到特定的间隔时间才能进行发送。这些间隔时间由短到长依次例举如下：
a) 短帧间间隔(Short Inter Frame Space ,SIFS)；
b) 帧间间隔(PCF Inter Frame Space,PIFS)；
c) DCF帧间间隔(DCF Inter Frame Space,DIFS)；
d) 扩展的帧间间隔(Extended Inter Frame Space,EIFS)。
SIFS是最短的帧间间隔。当一个节点需要占用信道并持续进行帧交换时使用SIFS，这时如果有其他节点要使用信道，必须等待信道空闲并持续一个更长的时间间隔才能参与竞争，因此使用SIFS的节点具有最高的优先级。
PIFS只使用于PCF模式下。
DIFS是在DCF模式下发送数据帧或者管理帧的节点使用的时间间隔。一个节点要进行发送，必须侦听信道，如果信道保持空闲状态达到DIFS时间，那么节点进入退避过程，产生一个随机整数给退避计数器，并在每个时隙中递减1，在退避计数器递减到0时方可发送。
EIFS被用在DCF模式下，当物理层通知MAC层，由于所发送帧的帧检验序列（FCS）值不正确而不能被正确接收时，开始进入EIFS时间，以保证有足够的时间让接收节点确认所收到的是不正确的帧。