物联网资源受限设备(如无线传感器网络节点)的功耗对延长网络生命周期至关重要,为了达到这个目标,仅仅依靠低功耗无线电硬件是不够的,现有的低功耗无线电收发设备能耗太高,无法利用电池延长节点寿命。例如,当CC2420侦听无线信道时无线收发设备消耗将近60毫瓦特的能量,当它发送无线数据时能耗更高,对于60 毫瓦特能耗而言,低功耗设备可在几天内耗尽。
为了延长设备的生命周期,设备空闲时尽可能关闭无线电收发器。然而,当无线电设备关闭后,节点不能发送或者接收任何消息。因此,无线电必须以某种方式允许节点接收信息,但是要在接收和发送信息的空闲时间保持无线电关闭。节能的占空比协议——RDC 协议的目的是为两个节点提供足够的交会点,以便能够彼此通信的同时保持无线电关闭。
在占空比协议中有多种提供会合点的方法,如果节点是时间同步的,则占空比协议可以建立并维护节点何时可以通信,该协议将在已知时间点打开无线电,然后相邻节点可以在已安排的时间发送分组。如果没有预定的时间同步机制,节点必须使用其他方法来提供两个节点的交会点。低功耗侦听和低功耗探测是另外两种重要的节点交会技术。低功耗侦听机制是接收器周期性地打开无线电以轮询无线电介质活动状态的占空比技术,如果侦听到无线信道处于活动状态,则无线电在一个较长时间段保持打开状态,以便数据分组到达该节点时能够正常接收。在发送数据分组之前,发送方首先发送一组选通分组,目的是通知接收方其邻居将要发送数据分组。由于所有邻居都会定期对无线电媒体进行采样,因此它们将看到选通信号并在预期数据分组到达时保持无线电打开状态。定义选通信号时段与邻居的休眠时段一样长,以便选通分组唤醒邻居。由于会将接收者地址放在选通分组中,邻居可以快速确定它们是否应该因为某个数据分组而被唤醒。只有当接收者地址与分组中节点地址相匹配时,节点才会保持无线电打开状态。B-MAC 和X-MAC 是基于低功耗侦听机制的无线电占空比协议。(www.xing528.com)
低功耗探测是另一种实现节点交会的方法,它与低功耗侦听不同,不是让接收器周期性地采样无线电介质,而是让接收器周期性地向无线电介质发送试探信号。为了发送数据分组,发送者打开无线电从邻居节点侦听试探数据分组,当试探分组到达时,发送方立即发送数据分组。发送试探分组后接收者会让自己的无线电保持打开较短时间,这样能够接收到数据分组。低功耗试探协议(Low Power Probing,LPP)协议和RI-MAC 协议是使用低功耗探测机制的RDC协议。
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