基于竞争的无线传感网络MAC协议研究(6)
竞争的MAC协议。下面首先介绍IEEE 802.11 MAC协议，然后说明近期提出的
基于竞争的传感器网络MAC协议。
2.3.1 IEEE 802.11 MAC协议
IEEE 802.11 MAC协议有分布式协调DCF和点协调PCF(Point Coordination
Function)两种访问控制方式，其中 DCF 方式是 IEEE 802.11MAC 协议的基本访
问方式。由于在无线信道中难以检测到信号的碰撞，因而只能采用随机退避的方
式来减少数据碰撞的概率。在DCF工作方式下，节点在侦听到无线信道忙之后，
采用CSMA／CA机制和随机退避时间，实现无线信道的共享，另外，所有定向
通信都采用主动确认(ACK帧)机制：接收节点收到数据后立即回复 ACK帧，如
果发送节点没有收到 ACK帧，则重传数据。
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(Access Point．AP)协调节点的数据收发，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。
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。根据CSMA／CA协议，当一个节点要传输一个分组时，它首先侦听信道状
态。如果信道空闲，而且经过一个帧间间隔时间后，信道仍然空闲，则站点立即
开始发送消息。如果信道忙，则站点一直侦听信道直到信道空闲，再发送消息。
IEEE 802．11的MAC协议可以简单地处理多跳网络中的隐藏节点问题，但
该协议要求射频部分一直处于侦听状态， 消耗了大量电能， 不适合无线传感网络。
为了对其进行改进， 可以在传感器节点通信射频之外， 使用一个低功率唤醒机制，
通信完毕后通信射频进入睡眠状态，如果一个节点希望和其他节点通信，它首先
使用唤醒射频通知目标节点。 这个协议可以避免通信射频接受部分对无线信道的
持续侦听，节约了电能。
2.3.2 IEEE 802.15.4MAC协议
和IEEE802.11MAC协议相比，IEEE 802.15.4 MAC[15]协议中同时包含了两
种信道接入方式：基于竞争接入和基于无竞争接入。基于竞争的信道接入采用
CSMA/CA信道竞争机制，而对于一些有特殊要求的数据传送，则采用分配固定
有保证时隙（GTS）的方式接入信道。