無線體域網(wǎng)的LBT混合輪詢MAC協(xié)議

譚　勁，張玉娟

(中國計(jì)量大學(xué) 信息工程學(xué)院，浙江 杭州 310018)

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無線體域網(wǎng)的LBT混合輪詢MAC協(xié)議

譚勁，張玉娟

(中國計(jì)量大學(xué) 信息工程學(xué)院，浙江 杭州 310018)

【摘要】在WBAN中，由于信道碰撞，多個處在活動狀態(tài)的節(jié)點(diǎn)傳輸數(shù)據(jù)包給Sink節(jié)點(diǎn)將會造成很高的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載.設(shè)計(jì)具有避免碰撞的MAC協(xié)議是提高WBAN整體性能的關(guān)鍵所在.HEH-BMAC以能量收獲作為能量來源，允許產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)xi

【關(guān)鍵詞】無線體域網(wǎng)絡(luò)；能量收獲；數(shù)據(jù)包碰撞；混合輪詢；傳輸監(jiān)聽

無線體域網(wǎng)(wireless body area networks,WBAN)是一種以人體為中心的新型傳感網(wǎng)絡(luò)，作為無線醫(yī)療保健系統(tǒng)的重要組成部分，WBAN具有傳感節(jié)點(diǎn)(body node)小，能耗要求高等特點(diǎn).WBAN能夠長期監(jiān)測人體健康信號，并可以通過分布在人體表面或內(nèi)部的節(jié)點(diǎn)以單跳或多跳的方式將感知到的數(shù)據(jù)傳送到WBAN的網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)[1].

相關(guān)研究表明，節(jié)點(diǎn)能耗主要集中在通信部分，MAC(multiple access control)協(xié)議可以控制節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)收發(fā)模式，減少數(shù)據(jù)碰撞.MAC協(xié)議被分為三類，分別是基于競爭的協(xié)議、調(diào)度協(xié)議和混合MAC協(xié)議.基于競爭的協(xié)議不需要時間同步，但這類協(xié)議會帶來高的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載，導(dǎo)致包碰撞概率增加[2]，從而降低網(wǎng)絡(luò)吞吐量、增加能耗和傳輸時延等[3].在WBAN中，當(dāng)有兩個或多個節(jié)點(diǎn)捕獲到事件并轉(zhuǎn)發(fā)事件給Sink節(jié)點(diǎn)時，信道擁塞會導(dǎo)致數(shù)據(jù)包碰撞，增加數(shù)據(jù)包丟失概率，降低數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，而且寬帶利用率會降低；智能檢測、分配無線信道可以避免節(jié)點(diǎn)之間的潛在碰撞，提高網(wǎng)絡(luò)的性能[4]，但對WBAN軟硬件有新的要求，還有可能增加節(jié)點(diǎn)體積.文獻(xiàn)[5]提出了基于能量收獲的混合輪詢協(xié)議(HEH-BMAC)，用能量收獲技術(shù)來替代傳統(tǒng)電池，仿真實(shí)驗(yàn)表明，HEH-BMAC在能量效率和吞吐量方面比IEEE 802.15.6高20%和56%.原因在于能量收獲使得節(jié)點(diǎn)在非硬件故障下能夠永久運(yùn)行，降低了節(jié)點(diǎn)因能量不足導(dǎo)致的丟包率和數(shù)據(jù)包重傳的能耗.在HEH-BMAC中，如果節(jié)點(diǎn)成功接收到輪詢包就向Sink節(jié)點(diǎn)傳輸數(shù)據(jù)，但當(dāng)有兩個或多個節(jié)點(diǎn)捕獲到事件并轉(zhuǎn)發(fā)事件給Sink節(jié)點(diǎn)時，由于信道擁塞，數(shù)據(jù)包碰撞依然難以避免.

本文對HEH-BMAC作出改進(jìn)，提出了基于無線體域網(wǎng)的LBT(listen before transmit)混合輪詢MAC協(xié)議(LBT-HEH-BMAC).每個節(jié)點(diǎn)在傳輸數(shù)據(jù)包給Sink節(jié)點(diǎn)都要經(jīng)過兩個過程以降低數(shù)據(jù)包碰撞，首先根據(jù)節(jié)點(diǎn)類型進(jìn)行優(yōu)先級分類(高或低優(yōu)先級)，并根據(jù)優(yōu)先級分配輪詢方式；其次是添加兩類節(jié)點(diǎn)向Sink節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)前的信道空閑檢測.LBT-HEH-BMAC能夠有效地降低數(shù)據(jù)包碰撞的可能性，提高WBAN的整體性能.仿真實(shí)驗(yàn)表明：該協(xié)議在數(shù)據(jù)包丟失率、平均傳輸率、能量利用率和歸一化吞吐量方面優(yōu)于HEH-BMAC.

1相關(guān)工作

在WBAN中，節(jié)點(diǎn)需要能夠及時的監(jiān)測人體生理數(shù)據(jù)，但其感知數(shù)據(jù)周期較短的特點(diǎn)使得多個處在活動狀態(tài)的節(jié)點(diǎn)傳輸數(shù)據(jù)給Sink節(jié)點(diǎn)時帶來很高的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載和數(shù)據(jù)包碰撞概率.數(shù)據(jù)包碰撞會導(dǎo)致目標(biāo)節(jié)點(diǎn)收到錯誤或不完整信息，降低數(shù)據(jù)傳輸可靠性等，這是WBAN當(dāng)前研究中的重點(diǎn).文獻(xiàn)[6]分析了不同MAC協(xié)議的能量效率，例如S-MAC[7]、T-MAC、B-MAC、DQBAN、MEDMAC、能量有效的低占空比MAC協(xié)議和Body-MAC等.S-MAC以IEEE802.11為基礎(chǔ)，引入節(jié)點(diǎn)休眠機(jī)制；對S-MAC節(jié)點(diǎn)睡眠策略進(jìn)行適度調(diào)整形成了T-MAC[8]，比如根據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀況動態(tài)調(diào)整節(jié)點(diǎn)睡眠時間提高網(wǎng)絡(luò)性能.ODMAC(On-Demand MAC)[9]能夠根據(jù)不同的能量配置資源動態(tài)調(diào)整節(jié)點(diǎn)占空比，控制每個節(jié)點(diǎn)的輪詢速率，因此能夠平衡能耗和端到端的延遲，降低數(shù)據(jù)包碰撞概率，但對時間同步有著嚴(yán)格的要求.為了提高能量效率，F(xiàn)ang等人提出了基于TDMA的MAC協(xié)議(B-MAC)[10]，這個協(xié)議通過CSMS/CA競爭接入信道，但不能預(yù)測信道是否空閑和避免數(shù)據(jù)包碰撞.文獻(xiàn)[11]將協(xié)作網(wǎng)絡(luò)編碼CNC(cooperative network coding)技術(shù)與多輸入多輸出MIMO(multiple-input multiple-output)技術(shù)相結(jié)合，在Sink節(jié)點(diǎn)取得較高吞吐率并避免了單點(diǎn)錯誤，降低了數(shù)據(jù)包丟失概率，提高了傳輸可靠性，但對WBAN軟硬件有新的要求.

WBAN基于輪詢通道的方式接入MAC協(xié)議比基于競爭的MAC協(xié)議有著更高的能量效率，對于端到端時延，長輪詢周期結(jié)合短的競爭周期在數(shù)據(jù)包的傳輸方面會提供更加穩(wěn)定的性能[12].多跳EH-MAC協(xié)議[13]基于概率輪詢，動態(tài)適應(yīng)不同能量收獲速率或節(jié)點(diǎn)數(shù)量，有很高的吞吐量、公平性和可擴(kuò)展性.由于臨床環(huán)境變化非?？?，每個節(jié)點(diǎn)需要能夠及時地監(jiān)測病人的健康狀況，并能提供在任何給定時間的生理數(shù)據(jù)，基于這個原因WBAN需要具備能夠快速且容易的增加或者移除節(jié)點(diǎn)的能力，但EN-MAC應(yīng)用在WBAN上非常不容易.Ernesto Ibarra等[5]提出了混合輪詢MAC協(xié)議，根據(jù)數(shù)據(jù)的重要性來分配節(jié)點(diǎn)的優(yōu)先級和輪詢方式，通過能量水平劃分輪詢周期.對于有高優(yōu)先級數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)采用非競爭輪詢，一般節(jié)點(diǎn)都采用競爭接入.該協(xié)議降低了數(shù)據(jù)包碰撞概率，能夠適應(yīng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的改變，允許節(jié)點(diǎn)的插入和移除，但當(dāng)有多個節(jié)點(diǎn)同時傳輸數(shù)據(jù)給Sink節(jié)點(diǎn)，數(shù)據(jù)間碰撞依然無法避免.文獻(xiàn)[14]提出了一種新的傳輸策略,該策略使用了LBT機(jī)制，LBT機(jī)制能夠在數(shù)據(jù)傳輸之前檢測信道是否空閑.節(jié)點(diǎn)傳輸數(shù)據(jù)包給Sink節(jié)點(diǎn)前先檢測信道是否空閑可以減少數(shù)據(jù)包碰撞的可能性.雖然該策略能夠提高網(wǎng)絡(luò)的能量利用率，但它的時隙分配策略不夠靈活，不能很好地適應(yīng)WBAN中節(jié)點(diǎn)要求.

2系統(tǒng)模型

本研究使用星級拓?fù)?，系統(tǒng)模型近似研究[1]，其拓?fù)淙鐖D1[5]，描述如下(圖1)：

圖1　系統(tǒng)模型Figure 1　System model

1)被監(jiān)護(hù)者身上部署N個傳感節(jié)點(diǎn){n1,n2,…nN}，每個節(jié)點(diǎn)有唯一ID(BN能獨(dú)立確定感知的數(shù)據(jù)，互不相關(guān)).節(jié)點(diǎn)都能進(jìn)行能量收獲(類似[5])，能量收獲速率假設(shè)為KEH，Sink節(jié)點(diǎn)比普通節(jié)點(diǎn)有著更高的能量捕獲能力.能量收獲可以在節(jié)點(diǎn)的任何時間任何狀態(tài)下進(jìn)行(睡眠狀態(tài)、空閑狀態(tài)、傳輸狀態(tài)、接收狀態(tài)等)，能夠最大化地收集可用能量.

2)節(jié)點(diǎn)分為兩種類型，采用ID-Polling的節(jié)點(diǎn)簡稱ID-BN(高優(yōu)先級)，采用PC-access的節(jié)點(diǎn)簡稱PC-BN(低優(yōu)先級).

3)有一個Sink節(jié)點(diǎn)，收集全部BN感知的數(shù)據(jù)，并負(fù)責(zé)與外界移動設(shè)備通訊，向外界傳送數(shù)據(jù)或接收控制信息向WBAN發(fā)出控制.Sink擁有一個動態(tài)鏈表用來存放MITID-BN和DCPID-BN；MITID-BN表示ID-Polling的起始時間，DCPID-BN表示ID-Polling的結(jié)束時間.

4)節(jié)點(diǎn)采取低功率的短距離傳輸，采用單跳方式向Sink節(jié)點(diǎn)傳送數(shù)據(jù).

3協(xié)議描述

3.1基于能量收獲的混合輪詢

混合輪詢由兩部分構(gòu)成：非競爭ID輪詢(ID-Polling)和概率競爭接入(PC-access).根據(jù)節(jié)點(diǎn)類型將節(jié)點(diǎn)劃分為高優(yōu)先級節(jié)點(diǎn)(ID-BN)和低優(yōu)先級節(jié)點(diǎn)(PC-BN).高優(yōu)先級節(jié)點(diǎn)采用ID-Polling，低優(yōu)先級節(jié)點(diǎn)采用PC-access. ID-Polling表示Sink節(jié)點(diǎn)將會傳輸一個包含指定節(jié)點(diǎn)ID的輪詢包給被指定的節(jié)點(diǎn)，接收到輪詢包的節(jié)點(diǎn)ID和輪詢包中的ID相匹配將會響應(yīng)來自Sink節(jié)點(diǎn)的輪詢包.在PC-access中，Sink節(jié)點(diǎn)將會傳輸一個包含競爭概率cp的PC-access包給所有處在活動狀態(tài)的節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)接收到PC-access包并產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)xi，如果xi和cp相匹配，節(jié)點(diǎn)將會響應(yīng)該P(yáng)C-access包[15].混合輪詢的能量來源于能量收獲，每個節(jié)點(diǎn)都能動態(tài)調(diào)整能量水平ELEV=EB+EEH-EC，EB表示電池自身電量，EC表示消耗的能量，EEH表示收獲的能量.

混合輪詢協(xié)議第一步就是給每個ID-BN分配一個MITID-BN，并計(jì)算節(jié)點(diǎn)被輪詢的結(jié)束時間DCPID-BN=MITID-BN+SUCID-BN，SUCID-BN表示完成一次輪詢的時間間隔，MITID-BN和DCPID-BN同時存儲在動態(tài)表中.Sink節(jié)點(diǎn)通過動態(tài)表來管理ID-Polling過程.第二步計(jì)算兩個相鄰ID-Polling周期的時間間隔.Sink節(jié)點(diǎn)通過動態(tài)鏈表提供的數(shù)據(jù)來計(jì)算時間T=MITID-BNn+1-DCPID-BNn.如果T>Tmin，則Sink節(jié)點(diǎn)廣播PC-access(Tmin表示PC-BN節(jié)點(diǎn)完成一次PC-access的時間).如果T

圖2　ID-Polling和PC-access周期Figure 2　ID-Polling and PC-access period

3.2LBT混合輪詢協(xié)議

3.2.1協(xié)議描述

本協(xié)議涉及數(shù)據(jù)源節(jié)點(diǎn)(BN)及Sink節(jié)點(diǎn)2種類型，數(shù)據(jù)源節(jié)點(diǎn)按照節(jié)點(diǎn)類型分為高優(yōu)先級節(jié)點(diǎn)和低優(yōu)先級節(jié)點(diǎn).每個節(jié)點(diǎn)都能隨時隨地進(jìn)行能量收獲，Sink節(jié)點(diǎn)擁有一個動態(tài)鏈表用來存放MITID-BN和DCPID-BN.具體算法流程圖如圖3、圖4、圖5.

1)Sink節(jié)點(diǎn)

①檢查動態(tài)鏈表，計(jì)算MITID-BN、DCPID-BN、SUCID-BN，根據(jù)T>Tmin決定輪詢方式；Sink節(jié)點(diǎn)廣播的是PC-access：當(dāng)PC-BN成功接收PC-access包后將會比較自己的隨機(jī)數(shù)xi和cp(0

cp=min(cp+aIN,1.0),

(1)

cp=cp-(1-βMD)cp.

(2)

②cp值在兩種情況下進(jìn)行動態(tài)調(diào)整：沒有PC-BN響應(yīng)PC-access包，Sink節(jié)點(diǎn)將會增加cp值；有兩個或多個PC-BN響應(yīng)PC-access，數(shù)據(jù)包間會產(chǎn)生碰撞，為了降低碰撞概率Sink節(jié)點(diǎn)將會降低cp值；如果當(dāng)前cp值可以使得PC-BN成功傳輸數(shù)據(jù)包，保留當(dāng)前cp值繼續(xù)用于下一PC-access.

③Sink節(jié)點(diǎn)廣播的是ID-Polling：當(dāng)某個ID-BN成功收到輪詢包后準(zhǔn)備發(fā)送數(shù)據(jù)包給Sink節(jié)點(diǎn).

④發(fā)送輪詢包等待DATA消息.

⑤如果成功接收DATA進(jìn)入下次輪詢.

2) 低優(yōu)先級節(jié)點(diǎn)

①能進(jìn)行能量收獲，形成DATA消息；

②能夠向Sink節(jié)點(diǎn)發(fā)出傳輸數(shù)據(jù)請求；

③等待來自Sink節(jié)點(diǎn)的輪詢包；

④接收到PC-access包；

⑤比較PC-access包中的競爭概率cp和當(dāng)前節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)xi；

⑥檢查信道是否空閑，空閑發(fā)送DATA消息否則等待下次輪詢時間發(fā)送DATA.

3) 高優(yōu)先級節(jié)點(diǎn)

①能進(jìn)行能量收獲，形成DATA消息；

②等待來自Sink節(jié)點(diǎn)的輪詢包；

③接收到ID-Polling輪詢包；

④比較ID-Polling包攜帶的ID是否和當(dāng)前節(jié)點(diǎn)ID一致；

⑤檢查信道是否空閑，空閑發(fā)送DATA消息，否則等待下次輪詢時間發(fā)送DATA.

3.2.2協(xié)議算法

1) Sink節(jié)點(diǎn)算法

①首次使用廣播PC-access包.

②有無節(jié)點(diǎn)響應(yīng)PC-access包.沒有節(jié)點(diǎn)響應(yīng)，根據(jù)公式(1)增加cp，再次發(fā)送PC-access包；多個節(jié)點(diǎn)響應(yīng)，根據(jù)公式(2)降低cp，再次發(fā)送PC-access包；僅有一個節(jié)點(diǎn)響應(yīng)，保留當(dāng)前cp用于下次PC-access.

③非首次使用檢測MITID-BN和DCPID-BN，并計(jì)算T=MITID-BNn+1-DCPID-BNn.

④如果T>Tmin，廣播PC-access重復(fù)步驟2，否者廣播ID-Polling.

⑤Sink節(jié)點(diǎn)成功接收到響應(yīng)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)包時結(jié)束當(dāng)前輪詢，執(zhí)行步驟③.

2) 其他節(jié)點(diǎn)算法

①感知數(shù)據(jù).

②發(fā)出傳輸數(shù)據(jù)包請求，等待來自Sink節(jié)點(diǎn)的輪詢包，高優(yōu)先級節(jié)點(diǎn)：等待ID-Polling包；低優(yōu)先節(jié)點(diǎn)：等待PC-access包.

③成功接收到輪詢包，檢測是否匹配。高優(yōu)先級節(jié)點(diǎn)：比較自身ID和ID-Polling包中的ID是否一致；低優(yōu)先級節(jié)點(diǎn)：比較自身隨機(jī)數(shù)xi與PC-access包中的cp是否滿足條件xi

④匹配成功檢測信道是否空閑，匹配不成功執(zhí)行步驟②.

⑤信道狀態(tài)，空閑：傳輸數(shù)據(jù)包給Sink節(jié)點(diǎn).忙碌：執(zhí)行步驟②.

圖4、圖5中的“匹配成功”有不同的含義，高優(yōu)先級節(jié)點(diǎn)算法中“匹配成功”表示ID-Polling包中的ID和接收到該包的ID一致，兩者僅需比較一次；在低優(yōu)先級節(jié)點(diǎn)算法中比較PC-access包中的競爭概率cp和節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)xi是否匹配，如果不匹配，Sink節(jié)點(diǎn)會調(diào)整cp值進(jìn)入下次輪詢.而且，高優(yōu)先級節(jié)點(diǎn)無需向Sink節(jié)點(diǎn)發(fā)出傳輸數(shù)據(jù)請求.基于以上兩點(diǎn)，高優(yōu)級節(jié)點(diǎn)的算法比低優(yōu)先級節(jié)點(diǎn)算法的復(fù)雜度要低.

圖3　Sink節(jié)點(diǎn)算法流程圖Figure 3　Algorithm flow chart of Sink

圖4　低優(yōu)先級節(jié)點(diǎn)算法流程圖Figure 4　Algorithm flow chart of PC-BN

圖5　高優(yōu)先級節(jié)點(diǎn)算法流程圖Figure 5　Algorithm flow chart of ID-BN

4性能分析與實(shí)驗(yàn)對比

我們在MATLAB仿真環(huán)境下比較了LBT-HEH-BMAC和HEH-BMAC兩種協(xié)議的性能.假設(shè)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為星型拓?fù)洳⒂梢粋€Sink節(jié)點(diǎn)，M個ID-Polling模式的節(jié)點(diǎn)和L個PC-access模式的節(jié)點(diǎn)組成(N=M+L).主要模擬參數(shù)如表1，其他參數(shù)參考文獻(xiàn)[5].實(shí)驗(yàn)比較了LBT-HEH-BMAC和HEH-BMAC的平均傳輸率PDR(packet delivery ratio)[1]、平均包丟失概率DPD (data packet dropping ratio)、能量利用率[16]和歸一化吞吐量[5].PDR、DPD分別定義為：

PDR=Ndr/Nsd,

(3)

DPD=Ncd/Nsd.

(4)

其中，Ndr為在Sink節(jié)點(diǎn)接收到的數(shù)據(jù)包總數(shù)，Nsd為數(shù)據(jù)源節(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)包總數(shù)，Ncd為因碰撞丟失的數(shù)據(jù)包總數(shù).

表1　模擬參數(shù)

首先，考慮31個節(jié)點(diǎn)均勻分布時的結(jié)果，模擬結(jié)果如圖6、圖7.

圖6　平均丟包率與時間Figure 6　DPD and time

從圖6中可以看出，LBT-HEH-BMAC的丟包率比HEH-BMAC低大概0.2%，主要原因是在LBT-HEH-BMAC中，節(jié)點(diǎn)傳輸數(shù)據(jù)包給Sink節(jié)點(diǎn)之前先檢測信道是否空閑，如果空閑立即傳輸，否則等待信道空閑.檢測信道是否空閑能減少多個節(jié)點(diǎn)同時傳輸數(shù)據(jù)包而引起的數(shù)據(jù)包之間的碰撞，從而能減少因碰撞導(dǎo)致的丟包率.如圖7，LBT-HEH-BMAC與HEH-BMAC的PDR差別很小，但也有些提高，因?yàn)楣?jié)點(diǎn)傳輸數(shù)據(jù)包之前先檢測信道是否空閑降低了因碰撞導(dǎo)致的丟包率，提高了PDR.

圖7　平均數(shù)據(jù)包傳輸速率和時間Figure 7　PDR and time

其次，我們比較了當(dāng)?shù)蛢?yōu)先級節(jié)點(diǎn)(PC-BN)的個數(shù)從5個增加到25個時，HEH-BMAC和LBT-HEH-BMAC的能量利用率和歸一化吞吐量.仿真結(jié)果如圖8、圖9.

圖8　歸一化吞吐量Figure 8　Normal throughout

圖9　能量利用率Figure 9　Energy efficiency

從圖8中可以看出，隨著PC-BN數(shù)量的增多，兩個協(xié)議的歸一化吞吐量都在下降，因?yàn)楣?jié)點(diǎn)數(shù)量的增加，致使節(jié)點(diǎn)間數(shù)據(jù)包碰撞也在增加.LBT-HEH-BMAC比HEH-BMAC的歸一化吞吐量高了大約3.5%，主要原因是多個處在活動狀態(tài)的節(jié)點(diǎn)傳輸數(shù)據(jù)包給Sink節(jié)點(diǎn)將會造成很高的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載，因而會提高節(jié)點(diǎn)間數(shù)據(jù)包碰撞概率，在LBT-HEH-BMAC中，節(jié)點(diǎn)傳輸數(shù)據(jù)包之前先檢測信道是否空閑可以降低因碰撞導(dǎo)致的丟包率，因而提高了歸一化吞吐量.

從圖9中可以看出，HEH-BMAC和LBT-HEH-BMAC能量利用率隨著低優(yōu)先級節(jié)點(diǎn)的增加而降低，原因在于PC-BN采用的是PC-access，節(jié)點(diǎn)間通過競爭向Sink節(jié)點(diǎn)傳輸數(shù)據(jù)包，PC-BN數(shù)量增加會提高因數(shù)據(jù)包碰撞導(dǎo)致的丟包率，降低能量利用率.LBT-HEH-BMAC比HEH-BMAC的能量利用率高了近5%，因?yàn)楣?jié)點(diǎn)傳輸數(shù)據(jù)包之前檢測信道是否空閑能夠降低因信道擁塞和數(shù)據(jù)包間的碰撞導(dǎo)致的丟包率，進(jìn)而減少因丟包率引起的數(shù)據(jù)包重傳的能耗.

5結(jié)語

本文提出了基于無線體域網(wǎng)的LBT混合輪詢MAC協(xié)議.通過實(shí)驗(yàn)對比了LBT-HEH-BMAC和HEH-BMAC的丟包率、PDR、能量利用率和歸一化吞吐量.在HEH-BMAC中，允許產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)xi

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【文章編號】1004-1540(2016)02-0197-07

DOI:10.3969/j.issn.1004-1540.2016.02.013

【收稿日期】2016-01-04《中國計(jì)量學(xué)院學(xué)報(bào)》網(wǎng)址：zgjl.cbpt.cnki.net

【基金項(xiàng)目】浙江省自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(No. LY16F020013).

【作者簡介】譚勁(1962-)，男，重慶人，副教授，主要研究方向?yàn)闊o線傳感器網(wǎng)絡(luò)、多媒體技術(shù)、信息安全. E-mail: tanjin@cjlu.edu.cn

【中圖分類號】TP393

【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A

LBT hybrid polling MAC protocol in wireless body area networks

TAN Jin, ZHANG Yujuan

(College of Information Engineering, China Jiliang University, Hangzhou 310018, China)

Abstract:A high traffic may lead in a wireless body sensor when many active nodes send the sensed data to Sink due to channel collision. To design a MAC protocol which avoids collision was the key to improve the overall performance of WBAN. The HEH-BMAC protocol in which nodes were powered with energy harvesting allowed that low priority nodes with a random number xi

Key words:WBAN; energy harvesting; packet collision; hybrid polling; LBT