基于ZigBeeMAC层的多信道接入协议的研究

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基于Zigbee的多信道无线传感器网络的研究与实现

基于Zigbee的多信道无线传感器网络的研究与实现随着科技的不断发展，无线传感器网络在各个领域中得到了广泛的应用。

而其中基于Zigbee协议的多信道无线传感器网络则成为了目前研究的热点之一。

本文将探讨。

首先，我们需要了解什么是Zigbee协议。

Zigbee是一种低功耗、低速率的无线通信协议，主要用于短距离的无线通信。

它具有通信距离远、网络节点多、功耗低等特点，非常适合用于构建无线传感器网络。

在传统的Zigbee网络中，通信频率是固定的，即所有节点都在同一个信道上进行通信。

然而，当网络规模较大、节点数量众多时，会出现频道拥塞的情况，从而导致网络性能下降。

为了解决这个问题，研究者们提出了基于Zigbee的多信道无线传感器网络。

基于Zigbee的多信道无线传感器网络通过将网络节点分配到不同的信道上进行通信，从而提高了网络的容量和性能。

具体来说，首先需要对网络节点进行信道分配，使得相邻节点之间的信道不会重叠。

然后，每个节点在通信前会选择一个可用的信道进行通信。

这样一来，不同信道上的节点可以并行进行通信，从而提高了网络的吞吐量和响应速度。

在实现基于Zigbee的多信道无线传感器网络时，我们需要考虑以下几个方面。

首先，需要设计一种高效的信道分配算法，使得网络节点之间的信道分配合理，尽量减少信道冲突。

其次，需要设计一种可靠的信道选择机制，使得节点能够选择到可用的信道进行通信。

另外，还需要考虑节点能量的管理，使得网络能够在低功耗的情况下正常运行。

综上所述，基于Zigbee的多信道无线传感器网络是一种有广泛应用前景的无线通信技术。

通过合理的信道分配和信道选择机制，可以提高网络的容量和性能。

未来，我们可以进一步研究该技术在各个领域的应用，如智能家居、环境监测等，为人们的生活带来更多的便利和舒适。

IEEE802.15.4／ZigBee协议的MAC层节点能耗分析与研究

１２超帧．
ＩＥ８２１．ＺｇｅＥ０．５４ｉＢｅ协议的ＭＡＥ／Ｃ层节点能耗分析与研究
刘乐群
（肥师范学院计算机系，肥２０６）合合３０１
摘
要：耗是无线传感网络性能的重要参数之一，对无线传感网络ＷＳ特点，无线传感能针Ｎｓ对
于信标使能方式或非信标使能方式。在信标使能方式
中，协调者定期广播信标．以达到同步及其他目的。在非信标使能方式中．协调者在其他节点的请求下也会
ｌ＾）胁一４Ｌｉ
１ｂＭｉ
ｒ
发送信标帧。时信标帧的功能是辅助协调者向节点此
传输数据。在信标使能方式中使用超帧结构，超帧结现
２．５ｋｂｔ０－０ｉｓ．２／
代计（）据帧：２数用来传输承载上层发到ＭＡＣ子层的算数据．它的负载字段包含了上层需要传送的数据机
关键词：无线传感网
（Ｓ）ｉＢｅＷＮｓ；Ｚｇｅ；低能耗；信道
０引言
无线通信技术近年来的发展主要针对语音、视
１面向低速率的ＩＥ８２１．／ｉＢｅＥＥ０．５４ｚｇｅ标
准
ＩＥ０．５／ｉＢｅ协议是ＩＥ０．ＥＥ８２１．Ｚｇｅ４ＥＥ８２１５工作组为低速率应用专门设计的一种无线组网技术。于用低速无线个人域网ｆＲＷＰＮ的物理层和媒体接人Ｌ— Ａ１控制层两个规范它能支持两种网络拓扑．即单跳星

基于CC2530的ZigBee协议MAC层设计与实现

ｐｌｏｙｅｄ；ｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅＲＭ＋ＬｉＡｎｕｘｐｌａｔｆｏｒｍ，ｔｈｅｂｕｉ１ｔ —ｉｎ５１一ｃｏｒｅｕｓｅｄｔＯｒｕｎｔｈｅｓｏｆｔｗａｒｅｈｅｌｐｓｔｏｌｏｗｅｒｃｏｓｔｓ．Ｔｈｅ
并不开源，使得开发者无法按照实际需求修改或调试底层
功能，更无法将协议移植到其他ＭＣＵ或射频芯片。本文在ＣＣ２５３０平台的基础上提供一个开源、模块化、方便移至与扩展的Ｚｉｇｅｅ协议ＭＡＣ层的设计与实现方案，并加Ｂ
（ＭＡＣ），并在此基础上定义了网络层、应用层、设备管
１ＺｉｇｇＢｅｅ协议
ＺｉｇｅｅＢ协议标准结构如图１所示。其采用分层结构，协议的每一层为上层提供一系列透明的特殊服务，如数据传输服务，网络控制服务等等。层与层之间通过服务接入
ｃｏｍｅｓｈｏｒｔｃｏｍｉｎｇｓｏｆｅｘｉｓｔｉｎｇｍａｉｎｓｔｒｅａｍｓｏｆｔｗａｒｅｉｎｃｌｕｄｉｎｇｃｌｏｓｅｄｓｏｕｒｃｅ，ｄｉｆｆｉｃｕｌｔｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎａｎｄｔｒａｎｓｐｌａｎｔ，ｔｈｅｐｌａｎｉｓｔｏ —

电子信息工程技术专业毕业论文-基于ZigBee无线通信协议的定员系统【精品推荐】

毕业论文基于ZigBee无线通信协议的定员系统学院：应用科技学院专业：电子信息工程技术摘要本论文主要介绍了基于ZigBee无线通信技术的人员定位系统，论述了人员定位的概念、原理与实际应用。

并根据笔者的实际项目开发，论述其中的有关加速度计的一部分内容。

关键词：ZigBee 人员定位 adxl345 加速度计无限路由节点读卡器协调器标签目录摘要 (I)引言 .............................................................. - 1 - 1 ZIGBEE无线通信技术................................................. - 2 - 1.1 特性 ............................................................. - 2 - 1.2 特性 ............................................................. - 2 -1.3 应用前景 ......................................................... - 3 -2 无线定员系统 ....................................................... - 5 - 2.1 标签 ............................................................. - 5 - 2.2 读卡器 ........................................................... - 5 - 2.3 无线路由节点 ..................................................... - 5 - 2.4 协调器 ........................................................... -5 -2.5 上位机软件 ....................................................... - 6 -3 加速度计在人员定位系统重的应用 ..................................... - 7 - 3.1 在节点上的应用 ................................................... - 7 - 3.2 在标签中的应用 ................................................... - 7 - 3.3 加速度计的功耗控制 ............................................... - 8 - 结论 .............................................................. - 9 - 参考文献 ............................................................ - 10 - 致谢 ................................................. 错误！未定义书签。

无线传感器网络多信道MAC协议的研究与分析

无线传感器网络多信道MAC协议的研究与分析刘盼;宁雪丽【摘要】现有已提出的适用于无线传感器网络的MAC(Media Access Control)协议中,大多数根据TDMA将时间划分成时隙,以提高时间的利用率来降低传输时延,有的也利用多信道进行传输来提高整个网络的吞吐量.但是,目前还没有相应的文献考虑到利用频分复用(FDMA)技术来实现数据在专属一每对节点对的信道中真正的并行传输.于是,将FDMA用于分簇网络中,提出了一个新颖的MAC协议来进一步改善网络性能,延长网络的使用寿命.簇头利用FDMA技术将信道划分后分配给不同的簇成员,在同一时刻同一簇中,不同簇成员可以在不同的子信道并行传输数据.显然,这种机制不仅提高了能量利用率,延长了整个网络的寿命,而且提高了整个网络的吞吐量.为完善协议,还提出了一个新的分簇算法来构造一个树状的簇,即按照每个簇与汇聚节点的跳数距离分层,从而更有利于整个网络的能量均衡.%Recently,a great amount of media access control (MAC) protocol for wireless sensor network were proposed.Most of them are based on TDMA scheme which divided time into several slots to improve the utilization efficiency of time and reduce the transmission delay while some others make use of the multi-channel for transmission so as to improve the throughput of the entire network.However,there is no corresponding literature considering the use of frequency division multiplexing access (FDMA) strategy to implement real parallel data transmission in different sub-channels.A novel MAC protocol by applying FDMA scheme to the clustering networks was proposed to further improve the performance of the network and prolong the work life of the whole network.The cluster header utilizes FDMAscheme to divide the channel into several sub-channels and assigned them to different cluster members who have transmission.At the same time,the different cluster members in the same cluster can transmit data in different parallel sub-channels.It is obvious that this mechanism not only increases the efficiency of energy and prolongs the service life of the whole network,but also improves the entire network throughput.In order to improve the protocol,a new clustering algorithm was proposed to construct a tree of clusters,namely partition the cluster into different layers according to the hop distance between each cluster and sink node for energy balance of network.【期刊名称】《通信技术》【年(卷),期】2017(050)005【总页数】8页(P995-1002)【关键词】无线传感器网络;MAC协议;延迟;频分复用机制【作者】刘盼;宁雪丽【作者单位】曲阜师范大学信息科学与工程学院,山东日照276826;曲阜师范大学信息科学与工程学院,山东日照276826【正文语种】中文【中图分类】TP212.9;TN929.5最近，无线传感器网络已经被应用到许多不同领域中，如环境检测、安全监控以及实时防护等。

自组网下基于多信道和组播的MAC协议(MCMAC)1

自组网下基于多信道和组播的MAC协议（MCMAC）1赵耀、向勇、徐雷鸣、史美林（北京清华大学计算机科学与技术系 100084）zyao@摘要:多信道技术是利用多个信道在同一区域并行传输从而提高无线网络传输能力的MAC层技术，目前主要针对单播通信。

在无线网中，组播数据的发送一般采用广播的方式，这使得它无法利用多信道带来的吞吐量提高的好处。

本文提出一种基于多信道针对组播的MAC层算法MCMAC，能与绝大部分已有的组播路由算法既协同工作而又互相独立，并且提高了组播通信的吞吐量和传输效率。

同时，为了在MAC层提供一定的可靠性保证，在MCMAC的基础上又扩展出了RMCMAC协议。

我们以ODMRP协议为上层组播协议示例，通过模拟仿真实验比较，验证了MCMAC协议和RMCMAC协议在组播通信的吞吐量和可靠性方面相比传统单信道MAC协议的优势。

　关键词：MAC; 组播; 路由; 自组网; 多信道1. 简介无线自组网是最近涌现出的无线网络，其特点就是没有固定的基站，其中所有的节点都能任意地移动，并且可以采用任意的方式进行动态的连接，除了无线网络天生的广播特性外最显著的特点就是网络拓扑结构变化频繁和不可预测。

此外，有限的电源储备、相对较低的带宽、高出错率也是自组网中重要的限制条件，因此有线网络的那一套协议体系不能够只做点细枝末节的修改就能适应自组网的要求，而必须做大的修改，从而在自组网的研究中引发了许多新的概念和新的思想。

随着网络技术的发展和各种新应用的产生，组播已经成为Internet中一个重要的应用，例如视频会议、数据分发等应用都要求下层组播路由的支持。

在无线自组网中，组播同样有着许多重要的应用，如灾难恢复、搜索和救援以及自动化战争应用等。

常见的组播协议有MAODV、ADMRP、AMRIS、 AMRoute、ODMRP（On-Demand Multicast Routing Protocol）[2]、FGMP、CAMP等。

ZigBee协议分析以及MAC层软件实现

分类号 TN915.04 UDC D10621-408-(2005)0809-0 密级公开编号 2001021332成都信息工程学院学位论文ZigBee协议分析以及MAC层软件实现李珂导师名称（职称）答辩委员会主席评阅人摘要过去若干年以来，无线组网技术发展迅速。

但迄今为止，无线组网技术的应用主要集中在高速率和相对长距离方面；研究重点始终放在提高数据速率上，高了还要更高。

事实上，低速率应用比高速率应用更贴近我们的日常生活。

本文所要介绍的802.15.4标准就是IEEE 802.15工作组为低速率应用专门设计的一种无线组网技术。

802.15.4（又称ZigBee）与IEEE的其他短距离无线技术，如蓝牙、WiFi、UWB互为补充，预计它低速率、低成本、自配置和拓扑灵活的特点使ZigBee 芯片将像微处理器一样无处不在。

本文首先介绍ZigBee标准的产生和应用前景，详细分析了物理层和媒体访问层。

从中可以看到IEEE802．15．4标准具有功耗低，数据传输可靠性高，网络容量大，时延小，安全性高等特点，因此，非常适用于无线传感器的设计。

Chipcon公司的无线射频收发芯片CC2420对ZigBee标准做出了有力的支持。

本文利用该芯片设计通信平台，进而解决MCU对CC2420的读写控制；在此基础之上，进行ZigBee协议MAC层功能的具体研究，在帧格式，应答确认，信道评估等方面完成软件的实现，为网络层和应用层提供支持。

最后，针对设计过程中出现的问题，诸如地址的验证、晶振的稳定等，寻找到了适当的解决方法。

通过以上的工作，对IEEE 802.15标准有了更为全面和较为准确的理解。

目次总页数：33 摘要 (I)目次……………………………………………………………………………….I I1 ZigBee技术简介 (1)2 ZigBee协议栈 (1)2.1 应用层 (2)2.2 网络层 (2)2.3 IEEE 802.15.4 (2)2.3.1 物理层 (2)2.3.2 媒体访问层 (3)2.4安全机制 (4)3 ZigBee技术组网研究 (5)3.1网络拓扑 (5)3.2 无线传感器网络 (5)4 ZigBee无线通信设计 (5)4.1系统方案 (5)4.2软件设计 (6)4.2.1 总体流程 (6)4.2.2 通信模块控制 (7)4.2.3 MAC层实现 (11)4.2.4 程序设计 (14)4.2.5 问题解决 (17)5.结束语 (18)参考文献 (19)声明 (20)致谢 (21)附录 (22)ZigBee协议分析以及MAC层软件实现李珂成都信息工程学院[摘要]无线组网技术的低速率应用更贴近我们的生活，相关的技术标准802.15.4（又称ZigBee）与IEEE的其他短距离无线技术，它的主要特点是低速率、低功耗、低成本、自配置和拓扑灵活。

一种多信道混合方式的无线传感器网络MAC协议

一种多信道混合方式的无线传感器网络MAC协议佚名【摘要】In order to improve wireless sensor networks throughput and reduce time delay, a multichannel MAC protocol called MCHMAC is designed, which use contention based and scheduled based hybrid access mechanism to transmit information, the energy is saved by dynamically adjusts the active and sleep time of nodes. MCHMAC use channel state estimation algorithm to evaluate channel, it also proposes to find a best channel by a channel schedule table for nodes. Experimental results show that this protocol improves the throughput and reduces the network delay.% 为了提高无线传感器网络的吞吐量，降低时延，本文设计了一种多信道MAC协议——MCHMAC。

它采用调度和竞争访问机制相结的混合方式来传输信息，通过动态调整节点的活跃与睡眠状态的时长来节省能量。

MCHMAC使用信道状态估计算法对信道进行评估，利用信道调度表来为节点调度状态最优的信道。

仿真实验结果证明，本协议提高了吞吐量，降低了网络时延。

【期刊名称】《物联网技术》【年(卷),期】2013(000)007【总页数】4页(P44-47)【关键词】无线传感器网络;MAC协议;多信道;动态调整;混合方式【正文语种】中文【中图分类】TP393随着人们对周围信息的需求不断增大，无线传感器网络会被应用到各种环境之中。

ZigBee无线通信协议实现技术的研究解析

Computer Engineering and Applications计算机工程与应用 2007。

43(6 143ZigBee无线通信协议实现技术的研究任秀丽1.一.于海斌2REN Xiu—lil.一.YU Hai—bin21.吉林师范大学计算机学院,吉林四平1360002.中国科学院沈阳自动化研究所,沈阳1100161.School of Computer,Jilin Normal University,Siping,Jilin 136000,China2.Shenyang Institute of Automation,Chinese Academy of Sciences,Shenyang 110016,ChinaE—mail:rxl@REN Xiu-li.YU Hal-bin.Study of realizing technology on ZigBee wireless communication puter Engineering and Applications,2007,43(6:143-145.Abstract:With the rapid development of wireless communication technologies,many new wireless communication technologies constantly come forth.The rising ZigBee has been a good applied field.In this paper,there is a completely analysis and study for ZigBee wireless communication protocol,and give the detailed realizing technology of network layer SO as to support the development of its software.Key words:wireless communication;ZigBee;protocol;routing;algorithm摘要:随着无线通信技术地迅速发展,新的技术不断出现。

《基于ZigBee的多信道干扰避免研究与应用》范文

《基于ZigBee的多信道干扰避免研究与应用》篇一一、引言随着无线通信技术的快速发展，无线传感器网络（WSN）已成为许多领域的重要技术。

ZigBee作为无线传感器网络的一种关键技术，因其低功耗、低成本、长距离传输等优势被广泛应用。

然而，在复杂的环境中，多个ZigBee设备之间的通信可能会发生信道干扰，导致通信质量下降。

因此，研究如何基于ZigBee实现多信道干扰避免具有重要的现实意义和应用价值。

二、ZigBee技术与多信道干扰ZigBee是一种基于IEEE 802.15.4标准的低速无线个人区域网络通信协议，具有低功耗、低成本、高可靠性等优点。

然而，在多个ZigBee设备同时工作的情况下，由于信道资源的有限性，可能会发生信道冲突和干扰，影响通信质量和网络性能。

为了解决这一问题，研究多信道干扰避免技术具有重要的现实意义。

三、多信道干扰避免技术研究（一）信道分配策略针对多信道干扰问题，一种有效的解决方法是采用动态或静态的信道分配策略。

动态信道分配可以根据实时网络状况和网络需求，动态地为每个ZigBee设备分配最佳信道，以避免信道冲突。

静态信道分配则是在网络初始化阶段，根据预设的规则为每个设备分配固定信道。

（二）干扰协调机制除了信道分配策略外，还可以通过设计干扰协调机制来避免多信道干扰。

例如，可以采用跳频技术、载波监听技术等手段，实时监测信道状态，并根据监测结果调整通信策略，以避免与其他设备的信道冲突。

四、基于ZigBee的多信道干扰避免应用（一）智能家居领域应用在智能家居领域，ZigBee技术被广泛应用于各种智能设备的无线通信。

通过采用多信道干扰避免技术，可以有效地避免不同设备之间的信道冲突，提高通信质量和网络性能。

例如，在智能家居系统中，可以通过为不同房间的智能设备分配不同的信道，避免设备之间的相互干扰，提高系统的稳定性和可靠性。

（二）工业自动化领域应用在工业自动化领域，无线传感器网络对于实现设备的远程监控和控制具有重要意义。

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（重庆邮电学院下一代网络应用技术研究所，重庆400065）基于ZigBee MAC 层的多信道接入协议的研究庄爱云摘要：ZigBee 是一种新兴的无线传感器网络技术[1]，近年来已被广泛地应用于无线传感器网络中。

在该协议的MAC 层中，规定每个PAN （Personal Area Network ，个人区域网络）内所有节点均工作在一个单一的信道上，而该协议的PHY 层以及多种Zigbee 芯片在2.4GHz 频段内都可以支持多达16个信道。

基于此，本文为ZigBee 网络提出了一种多信道分配的MAC 机制，并通过仿真验证了该算法的可行性。

关键词：无线传感网络ZigBee 多信道ARCH MMSN TRAMA1引言随着信息和通信技术的迅速发展，WSN 的应用日益广泛和重要[2]。

而ZigBee 是一种新兴的无线传感器网络技术，专注于短距离、低速率的无线通信网络，使用全球免许可2.4GHz 频段，遵循IEEE 802.15.4通信协议的个域网技术。

Zigbee 是一种短距离、低传输速率、低功耗的无线标准，近年来已被广泛应用于无线传感器网络中。

因此，为了合理利用多信道资源，本文提出了一种基于Zigbee 无线传感器网络MAC 层的多信道分配方案。

在介绍了现阶段无线传感网络的多信道分配技术后，针对ZigBee 的特点，结合各种多信道分配方案的优势，提出一种基于ARCH 拓扑结构的优先权多信道分配方案，并用matlab 对该算法进行仿真和分析，验证了该算法的可行性。

2ZigBee 概述ZigBee 这个词源于蜜蜂群以跳ZigZag 形状的舞蹈[3]，来通知其它蜜蜂有关花粉位置等信息，以达到彼此沟通信息的目的，故以此作为新一代无线通讯技术的名称。

相对于现有的无线通信技术，ZigBee 是一种新兴的近距离、低功耗、低数据速率、低成本的无线网络技术，符合IEEE 802.15.4协议，是IEEE 工作组专门为短距离通讯制定的新标准。

ZigBee 是以IEEE802.15.4为基础，属于IEEE 无线个人区域网（Person-al Area Network ，PAN ）工作组的一项标准，被称作IEEE 802.15.4技术标准。

IEEE 处理低级MAC 层和物理层协议，ZigBee 联盟对其网络层协议和API 进行了标准化，并开发了安全层，以保证这种便携设备不会意外泄漏其标识，而且这种依托网络远距离传输的数据不会被其它节点获得。

2.1ZigBee 的技术特点[4]（1）省电：ZigBee 传输速率低，使其传输资料量也少，所以信号的收发时间短。

在非工作模式时，ZigBee 采用睡眠模式。

而在工作与睡眠模式之间的转换时间，一般睡眠启动时间只有15ms ，设备搜索时间为30ms ，使得ZigBee 十分省电。

ZigBee 技术可以确保2节五号电池支持长达6个月到2年左右的使用时间。

（2）可靠度高：ZigBee 的MAC 层采用talk-when-ready 碰撞避免机制，当有资料传送需求时则立即传送，每个发送的资料封包都由接收方确认收到，并进行确认信息回复；若没有得到确认信息的回复就表示发生了碰撞，将再传一次，这样可以大幅提高系统信号传输的可靠度。

同时，为需要固定带宽的第30卷第1期2010年3月山东通信技术Shandong Communication TechnologyVol.30No.1Mar.2010通信业务预留了专用时隙，避免了发送数据时的竞争和冲突。

（3）成本低：模块的初始成本低，且ZigBee协议免专利费。

（4）时延短：针对时延敏感的应用做了优化，通信时延和从休眠状态激活的时延都非常短。

设备搜索时延典型值为30ms，休眠激活时延典型值是15ms，活动设备信道接入时延为15ms。

（5）高度扩充性：一个ZigBee的网路最多包括255个ZigBee网路节点，其中一个是Master设备，其余则是Slave设备。

若是通过Network Coordinator，则整体网路最多可达到6500个ZigBee网路节点，再加上各个Network Coordinator可互相连接，整体ZigBee的网路节点数目十分可观。

一个区域内，可以同时存在最多100个ZigBee网络。

（6）安全：ZigBee提供数据完整性检查和鉴权功能，加密算法，同时各个应用可以灵活确定其安全属性。

（7）有效范围小：有效覆盖范围在10～75米之间，具体依据实际发射功率的大小和各种不同的应用模式而定。

（8）工作频段灵活：使用频段为2.4GHz（中国），为免执照频段。

2.2ZigBee的应用领域ZigBee的应用范围主要包括室内自动化、安全监测、工业与环境控制和个人医疗等方面，可搭配的应用产品包括家电产品、消费性电子、PC周边产品与感测器等，提供家电感测、无线PC外围控制、家电遥控等功能[5]。

通常情况下，符合如下条件之一的应用，就可以考虑采用ZigBee技术做无线传输：（1）设备成本很低，传输的数据量很小；（2）设备体积很小，不便放置较大的充电电池或者电源模块；（3）没有充足的电力支持，只能使用一次性电池；（4）频繁更换电池或者反复充电无法做到或者很困难；（5）需要较大范围的通信覆盖，网络中的设备非常多，但仅仅用于监测或控制。

ZigBee主要应用在短距离范围内并且数据传输速率不高的各种电子设备之间。

典型的传输数据类型有周期性数据、间歇性数据和重复性低反应时间数据。

在ZigBee领域里，有单片机的场合就有用到ZigBee的机会。

由于ZigBee技术还处在用户熟悉阶段，一些电子产品使用ZigBee技术尚未成熟。

但在诸如跟踪、监测、安全等领域，ZigBee技术正被逐步推广。

目前最优秀的ZigBee解决方案是Chipon公司的CC2430，是一种真正的SoC CMOS解决方案[6]，能够提供高性能并满足2.4GHz ISM波段的低成本、低功耗的应用要求。

3无线传感MAC协议的多信道分配方案的研究在无线传感网络中，介质访问控制协议决定了无线信道的使用方式[7]。

MAC协议处于传感网络的底层部分，对传感器网络的性能有较大的影响，是保证无线传感网络高效通信的关键网络协议之一。

目前，按照对传感网络的MAC协议的了解，可按照以下原则进行分类：（1）根据信道分配方式分类：动态分配和静态分配（dynamic assignment and static assignment），这两个分类又可以基于以下两个不同的前提：1）静态网络和动态网络；2）单射频和多射频（single-radio and multi-radio）。

（2）根据网络拓扑结构分类：分簇（cluster）和不分簇。

（3）根据协议适用的网络分类：集中式分配和分布式分配（centralized assignment and attributed assignment）。

4基于Zigbee的一种多信道分配方案的提出结合多信道分配的相关文献，提出一套针对Zigbee特点的多信道分配方案。

下面先介绍一下对此方案具有启发性的几种多信道分配方案。

庄爱云：基于ZigBee MAC层的多信道接入协议的研究第1期104.1MMSN多信道分配方案在无线通信中，随着数据包的减小，使用RTS/CTS机制所带来的负担显然不能忽略了。

由此，MMSN[8]针对这一特点省略RTS/CTS机制而采用多信道分配机制。

本文对MMSN所提出的四种信道分配方案中的Implicit-Consensus分配方案较感兴趣，它的具体分配方案如下：Implicit-Consensus channel assignment algorithm：Input:Nodeα’s ID(IDα),and nodeα’s neigh-bors’IDs within two communication hops.Output:The frequency number(FreNumα)node αgets assigned.index=0;FreNumα=-1;repeatRndα=Random(IDα,index);Found=TRUE;for each nodeβinα’s two communication hops doRndβ=Random(IDβ,index);if(Rndα<Rndβ)or(Rndα=Rndβand IDα<IDβ)thenFound=FALSE;break;end ifend forif Found thenFreNumα=index;elseindex++;end ifuntil FreNumα>?1该信道分配方案首先通过广播获得两跳内的节点信息，即节点ID；然后，所有的节点通过相同的算法计算出自己应分得的信道号码。

比如对于信道i，每个节点都可以算出自己和相邻节点的随机号码。

随机号码的获取是通过随机数发生器产生的，如果其中的一个节点随机数最大，那么它即获得了该信道的占有权；如果有并列大的随机号，那么谁的节点ID号大，谁将获得信道的使用权。

此算法的优势在于，簇头之间不用发送任何的额外控制信息，各节点便能知道自己将使用的信道，因此最大程度地避免了冲突，减少了开销和时延。

当然它也有不足之处，即该算法的前提是信道足够充裕。

所以，对于ZigBee的16个信道而言，可能会显得数量不充足。

4.2基于TDMA的TRAMA协议的优先信道分配方案流量自适应介质访问TRAMA协议将时间划分为连续时槽，根据局部两跳内的邻居节点信息，采用分布式选举机制确定每个时槽的无冲突发送者。

TRAMA里的NP协议在随机访问周期内执行，节点通过NP协议以竞争方式使用无线信道。

协议要求节点周期性通告自己的节点编号ID。

节点根据编号独立计算两跳内所有节点在每个时槽上的优先级，例如节点u在编号为t的优先权计算公式为priority（u，t）=hash（u○t）（1）在这里，我们可以把多时槽看成多信道，把优先权应用到多信道分配上，就能及时决定信道的使用，以减少时延。

4.3ARCH多信道分配方案在介绍ARCH[9]多信道分配方案之前，先了解一下ARCH的拓扑结构。

如图1所示，这个网络拓扑结构非常清晰明朗，网络中簇内使用相同的频率通信，相邻的簇分配在不同的频率上。

这种分配方式使得传输不会发生干扰。

具体的信道分配算法如下：CHi pick s a channelΦi and form set Neighbors (CHi)Sort Neighbors(CHi)according to node IDj=1,//point to the top of Neighbors(CHi)While IDi<IDNeighbors(j)and j<=|Neighbors (CHi)|doWait until receivingΦNeighbors(j)if(Φi≠?ΦNeighbors(k)，?k≤?j)thenBroadcast(IDi,Φi)else+山东通信技术2010年11图1ARCH的网络拓扑图Select an unused channel ΦBroadcast (IDi,Φi )在这个信道分配方案中，具有最大ID 的节点通过广播发出自己随机产生的信道号码，前提是之前每个簇头都知道自己和邻居节点的ID 列表。