官铮,邹丹,丁洪伟,钱文华

(1. 云南大学 信息学院，云南 昆明 650091； 2. 云南开放大学 机械与电子工程学院，云南 昆明 650091)

典型的无线传感器网络采用分层结构，由簇首节点收集子网中的数据并向上层节点转发最终传输到汇聚点，形成了一颗以汇聚节点为根的数据传输树。在树结构中作为簇首的节点相对普通数据采集节点具有更高的网络负载，为了避免由信息传输累积造成的拥塞，保障数据传输时延，传输过程中应为簇首节点分配更多的网络资源。 近年来，各国学者针对传感器网络的QoS保障问题做出了大量研究[1-2]，包括MAC(medium access control)、路由层到传输层的优化设计。介质访问控制协议决定着无线信道的使用方式，负责为节点分配无线通信资源，直接影响网络整体性能，受到了广泛的关注，从不同角度改善了网络的时延性能和时间同步条件[3-6]。然而，考虑网络流量不平衡环境下节点的区分优先级的控制协议相对较少。基于两级轮询控制的MAC协议可实现区分节点优先级的服务[7-9]，但数据传输权频繁地在普通节点和中心节点间切换，使得查询转化开销较大。针对上述问题，本文提出一种两级轮询并行调度MAC协议(parallel two-level polling control based MAC protocol, PTLP-MAC)优化算法，利用捎带技术实现了数据传输和查询转换的并行处理，从而减少查询转换开销、降低时延；最后通过仿真实验与已有方法对比证明了协议在时延特性方面的改进。

1 PTLP-MAC协议设计

假设网络中所有传感器节点都静止，Sink节点位于网络区域中心位置，传感器节点按照与Sink的距离划分为层，各层位于单跳范围内的节点组成簇，簇首为位于相邻内层一跳可达的节点，负责按照PTLP-MAC协议管理簇内节点，并对来自簇内成员节点的数据进行汇聚和融合。……