Sift协议
发布时间:2012/3/28 19:25:45 访问次数:2585
Sift协议的设计目标是：对于检测到S5L8020A01-Q0事件的N个节点，使其中R个节点能在最短的时间内无冲突成功发送出事件监测消息，而抑制剩余N-R个节点的消息发送。Sift协议考虑到传感器网络以下的3个特性。
①网络的时间和空间的相关性。为了保持一定的冗余性和可靠性，在一个监测区域内通常会布置大量的传感器节点。在某一个地点发生情况后，其周围的多个节点会同时监测到诙事件，此时就会形成事件检测的空间相关性。由于传感器网络是时间驱动的网络，一个事件的发生会促使同时观察到该事件的多个节点发送消息，而这些邻近节点往往竞争无线信道，形成事件传递的时间相关性。
②网络中的节点所处的等级不一样，往往只需要个别节点的有用数据。在许多的应用中，并不是所有监测到事件发生的节点都需要发送消息，只要这些节点中的一部分发送消息到Sink节点就足够了。
③感知事件的节点密度随时间变化。由于传感器网络由大量节点组成，网络内节点密度会随着时间的推移而发生变化。当目标进入监测区域后，监测到目标的传感器节点数目会随着时间或者目标的移动而不断地变化。
Sift协议使用了CW值（竞争窗口长度）固定的窗口，节点不是从发送窗口选择发送时隙，而在不同的时隙选择发送数据的概率，如果能选择一种发送概率分布，使每个时隙上有且仅有一个节点发送成功的概率最大，就能达到使监测到得同一个事件的多个节点在竞争窗口前面的各个时隙内不断无冲突发送的目的。Sift协议的核心就是选择合适的发送概率分布，为不同的时隙在整个竞争节点集中筛选出一个发送节点。Sift协议的主要优点是消息的延迟相对较少，但要付出能耗增大的代价，Sift协议对接收节点的空闲状态考虑较少，需要节点间保持时钟同步（这个会增加系统设计的复杂性），因此适于在传感器网络的局部区域内使用。在分簇网络中，簇内节点在区域上距离比较近，多个节点往往容易同时检测到同一个事件，而且只需要部分节点将消息传输给簇头，所以Sift协议比较适合在分簇网络中使用。
Sifi,协议的工作原理是：节点在发送消息时，事先假设有Ⅳ个节点与其竞争发送：在第1个时隙内节点先观察其他节点的状态，如果没有其他节点发送消息，则该节点就减少假想的竞争发送节点的数目，并相应的增加选择在第二个时隙发送数据的概率；如果节点没有选择第2个时隙，而且在第2个时隙上还没有其他节点发送消息，节点再减少假想的竞争发送节点的数目，进一步增加选择第3个时隙发送数据的概率。
①在第1个时隙，当存在Ⅳ个节点需要发送数据时，有且仅有一个节点在这个时隙成功发送数据的概率高。
②在第2、第3……直到发送窗口的最后一个时隙中，有且仅有一个节点在时隙中成功发送数据的概率也高。
基于竞争的MAC协议尝试通过使各传感器节点以最小复杂度、独立地进行运算的策略来保存能量。其基本思想是：传感器节点发送数据时，以某种竞争机制访问无线信道；如果发送的数据产生了碰撞，就按照某种策略重新发送数据，直到数据发送成功或放弃发送。S-MAC、T-MAC和Sift这3种传感器网络的MAC协议都是典型的基于竞争的协议，它们都具有良好的扩展性，并且不要求严格的时间同步。基于竞争的MAC协议的显著优点是协议的简明性和可扩展性。首先，基于竞争的MAC协议具有优越的简明性：由于无须维护和共享状态，基于竞争的MAC协议将消耗更少的处理资源，占用更小的内存空间，减少传感器节点发送数据报的数量。其次，基于竞争的MAC协议具有较好的可扩展性：由于无须获得当前的调度表或者加入其他传感器节点组，遁过调遣或移动的方式，新的传感器节点可以更加迅速地添加到一个网络中。
基于竞争的MAC协议也存在一些不足，主要表现在：由于传感器节点采用竞争方式使用信道，导致基于竞争的MAC协议通常会经历更高的碰撞率、空闲监听及串音。减轻这些效应需要基于竞争的MAC协议使用附加的技术，如信道感测(ChannelSensing)和信道预约(Channel Reservation)。当使用信道预约技术时，可能使信道处于短暂的空闲状态。基于竞争的MAC协议于是允许传感器节点极容易地适应这种变化，自适应地竞争信道，因此可以减轻甚至消除这种因资源分配导致的时延。但是，在基于竞争的MAC协议中，由于没有像基于预约的MAC协议那样使用某种机制对信道利用情况进行均衡，所以公平性就成为它的一个问题。
①网络的时间和空间的相关性。为了保持一定的冗余性和可靠性，在一个监测区域内通常会布置大量的传感器节点。在某一个地点发生情况后，其周围的多个节点会同时监测到诙事件，此时就会形成事件检测的空间相关性。由于传感器网络是时间驱动的网络，一个事件的发生会促使同时观察到该事件的多个节点发送消息，而这些邻近节点往往竞争无线信道，形成事件传递的时间相关性。
②网络中的节点所处的等级不一样，往往只需要个别节点的有用数据。在许多的应用中，并不是所有监测到事件发生的节点都需要发送消息，只要这些节点中的一部分发送消息到Sink节点就足够了。
③感知事件的节点密度随时间变化。由于传感器网络由大量节点组成，网络内节点密度会随着时间的推移而发生变化。当目标进入监测区域后，监测到目标的传感器节点数目会随着时间或者目标的移动而不断地变化。
Sift协议使用了CW值（竞争窗口长度）固定的窗口，节点不是从发送窗口选择发送时隙，而在不同的时隙选择发送数据的概率，如果能选择一种发送概率分布，使每个时隙上有且仅有一个节点发送成功的概率最大，就能达到使监测到得同一个事件的多个节点在竞争窗口前面的各个时隙内不断无冲突发送的目的。Sift协议的核心就是选择合适的发送概率分布，为不同的时隙在整个竞争节点集中筛选出一个发送节点。Sift协议的主要优点是消息的延迟相对较少，但要付出能耗增大的代价，Sift协议对接收节点的空闲状态考虑较少，需要节点间保持时钟同步（这个会增加系统设计的复杂性），因此适于在传感器网络的局部区域内使用。在分簇网络中，簇内节点在区域上距离比较近，多个节点往往容易同时检测到同一个事件，而且只需要部分节点将消息传输给簇头，所以Sift协议比较适合在分簇网络中使用。
Sifi,协议的工作原理是：节点在发送消息时，事先假设有Ⅳ个节点与其竞争发送：在第1个时隙内节点先观察其他节点的状态，如果没有其他节点发送消息，则该节点就减少假想的竞争发送节点的数目，并相应的增加选择在第二个时隙发送数据的概率；如果节点没有选择第2个时隙，而且在第2个时隙上还没有其他节点发送消息，节点再减少假想的竞争发送节点的数目，进一步增加选择第3个时隙发送数据的概率。
①在第1个时隙，当存在Ⅳ个节点需要发送数据时，有且仅有一个节点在这个时隙成功发送数据的概率高。
②在第2、第3……直到发送窗口的最后一个时隙中，有且仅有一个节点在时隙中成功发送数据的概率也高。
基于竞争的MAC协议尝试通过使各传感器节点以最小复杂度、独立地进行运算的策略来保存能量。其基本思想是：传感器节点发送数据时，以某种竞争机制访问无线信道；如果发送的数据产生了碰撞，就按照某种策略重新发送数据，直到数据发送成功或放弃发送。S-MAC、T-MAC和Sift这3种传感器网络的MAC协议都是典型的基于竞争的协议，它们都具有良好的扩展性，并且不要求严格的时间同步。基于竞争的MAC协议的显著优点是协议的简明性和可扩展性。首先，基于竞争的MAC协议具有优越的简明性：由于无须维护和共享状态，基于竞争的MAC协议将消耗更少的处理资源，占用更小的内存空间，减少传感器节点发送数据报的数量。其次，基于竞争的MAC协议具有较好的可扩展性：由于无须获得当前的调度表或者加入其他传感器节点组，遁过调遣或移动的方式，新的传感器节点可以更加迅速地添加到一个网络中。
基于竞争的MAC协议也存在一些不足，主要表现在：由于传感器节点采用竞争方式使用信道，导致基于竞争的MAC协议通常会经历更高的碰撞率、空闲监听及串音。减轻这些效应需要基于竞争的MAC协议使用附加的技术，如信道感测(ChannelSensing)和信道预约(Channel Reservation)。当使用信道预约技术时，可能使信道处于短暂的空闲状态。基于竞争的MAC协议于是允许传感器节点极容易地适应这种变化，自适应地竞争信道，因此可以减轻甚至消除这种因资源分配导致的时延。但是，在基于竞争的MAC协议中，由于没有像基于预约的MAC协议那样使用某种机制对信道利用情况进行均衡，所以公平性就成为它的一个问题。
Sift协议的设计目标是：对于检测到S5L8020A01-Q0事件的N个节点，使其中R个节点能在最短的时间内无冲突成功发送出事件监测消息，而抑制剩余N-R个节点的消息发送。Sift协议考虑到传感器网络以下的3个特性。
①网络的时间和空间的相关性。为了保持一定的冗余性和可靠性，在一个监测区域内通常会布置大量的传感器节点。在某一个地点发生情况后，其周围的多个节点会同时监测到诙事件，此时就会形成事件检测的空间相关性。由于传感器网络是时间驱动的网络，一个事件的发生会促使同时观察到该事件的多个节点发送消息，而这些邻近节点往往竞争无线信道，形成事件传递的时间相关性。
②网络中的节点所处的等级不一样，往往只需要个别节点的有用数据。在许多的应用中，并不是所有监测到事件发生的节点都需要发送消息，只要这些节点中的一部分发送消息到Sink节点就足够了。
③感知事件的节点密度随时间变化。由于传感器网络由大量节点组成，网络内节点密度会随着时间的推移而发生变化。当目标进入监测区域后，监测到目标的传感器节点数目会随着时间或者目标的移动而不断地变化。
Sift协议使用了CW值（竞争窗口长度）固定的窗口，节点不是从发送窗口选择发送时隙，而在不同的时隙选择发送数据的概率，如果能选择一种发送概率分布，使每个时隙上有且仅有一个节点发送成功的概率最大，就能达到使监测到得同一个事件的多个节点在竞争窗口前面的各个时隙内不断无冲突发送的目的。Sift协议的核心就是选择合适的发送概率分布，为不同的时隙在整个竞争节点集中筛选出一个发送节点。Sift协议的主要优点是消息的延迟相对较少，但要付出能耗增大的代价，Sift协议对接收节点的空闲状态考虑较少，需要节点间保持时钟同步（这个会增加系统设计的复杂性），因此适于在传感器网络的局部区域内使用。在分簇网络中，簇内节点在区域上距离比较近，多个节点往往容易同时检测到同一个事件，而且只需要部分节点将消息传输给簇头，所以Sift协议比较适合在分簇网络中使用。
Sifi,协议的工作原理是：节点在发送消息时，事先假设有Ⅳ个节点与其竞争发送：在第1个时隙内节点先观察其他节点的状态，如果没有其他节点发送消息，则该节点就减少假想的竞争发送节点的数目，并相应的增加选择在第二个时隙发送数据的概率；如果节点没有选择第2个时隙，而且在第2个时隙上还没有其他节点发送消息，节点再减少假想的竞争发送节点的数目，进一步增加选择第3个时隙发送数据的概率。
①在第1个时隙，当存在Ⅳ个节点需要发送数据时，有且仅有一个节点在这个时隙成功发送数据的概率高。
②在第2、第3……直到发送窗口的最后一个时隙中，有且仅有一个节点在时隙中成功发送数据的概率也高。
基于竞争的MAC协议尝试通过使各传感器节点以最小复杂度、独立地进行运算的策略来保存能量。其基本思想是：传感器节点发送数据时，以某种竞争机制访问无线信道；如果发送的数据产生了碰撞，就按照某种策略重新发送数据，直到数据发送成功或放弃发送。S-MAC、T-MAC和Sift这3种传感器网络的MAC协议都是典型的基于竞争的协议，它们都具有良好的扩展性，并且不要求严格的时间同步。基于竞争的MAC协议的显著优点是协议的简明性和可扩展性。首先，基于竞争的MAC协议具有优越的简明性：由于无须维护和共享状态，基于竞争的MAC协议将消耗更少的处理资源，占用更小的内存空间，减少传感器节点发送数据报的数量。其次，基于竞争的MAC协议具有较好的可扩展性：由于无须获得当前的调度表或者加入其他传感器节点组，遁过调遣或移动的方式，新的传感器节点可以更加迅速地添加到一个网络中。
基于竞争的MAC协议也存在一些不足，主要表现在：由于传感器节点采用竞争方式使用信道，导致基于竞争的MAC协议通常会经历更高的碰撞率、空闲监听及串音。减轻这些效应需要基于竞争的MAC协议使用附加的技术，如信道感测(ChannelSensing)和信道预约(Channel Reservation)。当使用信道预约技术时，可能使信道处于短暂的空闲状态。基于竞争的MAC协议于是允许传感器节点极容易地适应这种变化，自适应地竞争信道，因此可以减轻甚至消除这种因资源分配导致的时延。但是，在基于竞争的MAC协议中，由于没有像基于预约的MAC协议那样使用某种机制对信道利用情况进行均衡，所以公平性就成为它的一个问题。
①网络的时间和空间的相关性。为了保持一定的冗余性和可靠性，在一个监测区域内通常会布置大量的传感器节点。在某一个地点发生情况后，其周围的多个节点会同时监测到诙事件，此时就会形成事件检测的空间相关性。由于传感器网络是时间驱动的网络，一个事件的发生会促使同时观察到该事件的多个节点发送消息，而这些邻近节点往往竞争无线信道，形成事件传递的时间相关性。
②网络中的节点所处的等级不一样，往往只需要个别节点的有用数据。在许多的应用中，并不是所有监测到事件发生的节点都需要发送消息，只要这些节点中的一部分发送消息到Sink节点就足够了。
③感知事件的节点密度随时间变化。由于传感器网络由大量节点组成，网络内节点密度会随着时间的推移而发生变化。当目标进入监测区域后，监测到目标的传感器节点数目会随着时间或者目标的移动而不断地变化。
Sift协议使用了CW值（竞争窗口长度）固定的窗口，节点不是从发送窗口选择发送时隙，而在不同的时隙选择发送数据的概率，如果能选择一种发送概率分布，使每个时隙上有且仅有一个节点发送成功的概率最大，就能达到使监测到得同一个事件的多个节点在竞争窗口前面的各个时隙内不断无冲突发送的目的。Sift协议的核心就是选择合适的发送概率分布，为不同的时隙在整个竞争节点集中筛选出一个发送节点。Sift协议的主要优点是消息的延迟相对较少，但要付出能耗增大的代价，Sift协议对接收节点的空闲状态考虑较少，需要节点间保持时钟同步（这个会增加系统设计的复杂性），因此适于在传感器网络的局部区域内使用。在分簇网络中，簇内节点在区域上距离比较近，多个节点往往容易同时检测到同一个事件，而且只需要部分节点将消息传输给簇头，所以Sift协议比较适合在分簇网络中使用。
Sifi,协议的工作原理是：节点在发送消息时，事先假设有Ⅳ个节点与其竞争发送：在第1个时隙内节点先观察其他节点的状态，如果没有其他节点发送消息，则该节点就减少假想的竞争发送节点的数目，并相应的增加选择在第二个时隙发送数据的概率；如果节点没有选择第2个时隙，而且在第2个时隙上还没有其他节点发送消息，节点再减少假想的竞争发送节点的数目，进一步增加选择第3个时隙发送数据的概率。
①在第1个时隙，当存在Ⅳ个节点需要发送数据时，有且仅有一个节点在这个时隙成功发送数据的概率高。
②在第2、第3……直到发送窗口的最后一个时隙中，有且仅有一个节点在时隙中成功发送数据的概率也高。
基于竞争的MAC协议尝试通过使各传感器节点以最小复杂度、独立地进行运算的策略来保存能量。其基本思想是：传感器节点发送数据时，以某种竞争机制访问无线信道；如果发送的数据产生了碰撞，就按照某种策略重新发送数据，直到数据发送成功或放弃发送。S-MAC、T-MAC和Sift这3种传感器网络的MAC协议都是典型的基于竞争的协议，它们都具有良好的扩展性，并且不要求严格的时间同步。基于竞争的MAC协议的显著优点是协议的简明性和可扩展性。首先，基于竞争的MAC协议具有优越的简明性：由于无须维护和共享状态，基于竞争的MAC协议将消耗更少的处理资源，占用更小的内存空间，减少传感器节点发送数据报的数量。其次，基于竞争的MAC协议具有较好的可扩展性：由于无须获得当前的调度表或者加入其他传感器节点组，遁过调遣或移动的方式，新的传感器节点可以更加迅速地添加到一个网络中。
基于竞争的MAC协议也存在一些不足，主要表现在：由于传感器节点采用竞争方式使用信道，导致基于竞争的MAC协议通常会经历更高的碰撞率、空闲监听及串音。减轻这些效应需要基于竞争的MAC协议使用附加的技术，如信道感测(ChannelSensing)和信道预约(Channel Reservation)。当使用信道预约技术时，可能使信道处于短暂的空闲状态。基于竞争的MAC协议于是允许传感器节点极容易地适应这种变化，自适应地竞争信道，因此可以减轻甚至消除这种因资源分配导致的时延。但是，在基于竞争的MAC协议中，由于没有像基于预约的MAC协议那样使用某种机制对信道利用情况进行均衡，所以公平性就成为它的一个问题。
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