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<title>Berkeley Media Access Control</title>

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<h1 id="firstHeading" class="firstHeading mw-first-heading"><span class="mw-page-title-main">Berkeley Media Access Control</span></h1>

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<div id="mw-content-text" class="mw-body-content mw-content-ltr" lang="de" dir="ltr"><div class="mw-content-ltr mw-parser-output" lang="de" dir="ltr"><p><b>Berkeley Media Access Control</b> (<b>B-MAC</b>, <a href="Englische_Sprache" title="Englische Sprache">engl.</a> „Berkeley-Medienzugriffskontrolle“) ist ein <a href="Netzwerkprotokoll" title="Netzwerkprotokoll">Netzwerkprotokoll</a> für <a href="Sensornetz" title="Sensornetz">Sensornetze</a>. Es steuert als <a href="Media_Access_Control" title="Media Access Control">Media Access Control</a> (MAC) den Zugriff auf das gemeinsame Kommunikationsmedium des Netzes.

</p><p>Netzwerkprotokolle legen bis ins kleinste Detail fest, wie die Computer eines <a href="Rechnernetz" title="Rechnernetz">Rechnernetzes</a> untereinander Daten austauschen. Sensornetze bestehen aus winzigen, drahtlos kommunizierenden <i>Sensorknoten</i>, die in großer Zahl in einem Gebiet ausgebracht werden, sich selbständig vernetzen und ihre Umgebung in Gruppenarbeit solange mit Sensoren überwachen, bis ihre Energiereserven erschöpft sind. Sie bilden damit eine Sonderform des <a href="Mobiles_Ad-hoc-Netz" class="mw-redirect" title="Mobiles Ad-hoc-Netz">mobilen Ad-hoc-Netzes</a> und stellen gänzlich andere Anforderungen an ein Netzprotokoll als beispielsweise das Internet.

</p><p>B-MAC wurde 2004 von Joseph Polastre, Jason Hill und David Culler als Ergebnis einer Zusammenarbeit der <a href="University_of_California%2C_Berkeley" title="University of California, Berkeley">University of California, Berkeley</a>, mit dem Unternehmen <i>JLH Labs</i> vorgestellt.<sup id="cite_ref-1" class="reference"><a href="#cite_note-1"><span class="cite-bracket">[</span>1<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> B-MAC steht namentlich in der Tradition von <a href="Sensor_Media_Access_Control" title="Sensor Media Access Control">Sensor Media Access Control</a> (S-MAC), distanziert sich inhaltlich aber von diesem und ähnlichen Protokollen.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Protokollaufbau">Protokollaufbau</h2></div>

<p>Die Entwickler von B-MAC kritisierten den monolithischen Aufbau früherer MAC-Protokolle wie <a href="Sensor_Media_Access_Control" title="Sensor Media Access Control">Sensor Media Access Control</a> und <a href="Timeout_Media_Access_Control" title="Timeout Media Access Control">Timeout Media Access Control</a> und strebten ein modulares Protokoll an, dessen schlanker Kern sich einzig auf die Medienzugriffskontrolle beschränkt und Funktionen wie Netzorganisation und -synchronisation in höherschichtige Module ausgliedert.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Clear_Channel_Assessment">Clear Channel Assessment</h3></div>

<p>Clear Channel Assessment (engl. „Beurteilung der Kanalfreiheit“) ist die Bezeichnung der B-MAC-Entwickler für <a href="Tr%C3%A4gerpr%C3%BCfung" title="Trägerprüfung">Trägerprüfung</a>. Diese Fähigkeit zu beurteilen, ob das Kommunikationsmedium gerade frei und damit für eigene Datensendungen verfügbar ist, ist für B-MAC als Vertreter des Ansatzes <a href="Carrier_Sense_Multiple_Access" title="Carrier Sense Multiple Access">Carrier Sense Multiple Access</a> ein zentrales Anliegen.

</p><p>B-MAC verwendet ein <a href="Rauschunterdr%C3%BCckungsverfahren" title="Rauschunterdrückungsverfahren">Rauschunterdrückungsverfahren</a>, um Trägerprüfung und Signalempfang zuverlässiger zu machen. Schaltet der Funkempfänger eines Sensorknotens auf Empfang, so wird er zwangsläufig die allgegenwärtige elektromagnetische Hintergrundstrahlung als <a href="Rauschen_(Physik)" title="Rauschen (Physik)">Rauschen</a> empfangen. Dieses Rauschen ist nicht überall gleich, sondern variiert mit der Umgebung und Umweltfaktoren wie nahen Gewittern. B-MAC setzt daher eine dynamische Rauschunterdrückung ein, die sich diesen Faktoren ständig anpasst. Dazu misst es das Hintergrundrauschen und ermittelt unter Einbeziehung zuvor gemessener Werte einen <a href="Rauschunterdr%C3%BCckungsverfahren" title="Rauschunterdrückungsverfahren">Rauschfilter</a>, der nachfolgend empfangene Signale bereinigt. Zur Trägerprüfung hört B-MAC den Kanal fünfmal hintereinander kurz ab und sucht in diesen Proben nach <a href="Ausrei%C3%9Fer" title="Ausreißer">Ausreißern</a>, die sich von der Signalenergie des Hintergrundrauschens deutlich abheben; wird ein Ausreißer gefunden, gilt der Kanal als belegt.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Low_Power_Listening">Low Power Listening</h3></div>

<p>Datenversand wird in B-MAC über ein Präambel-Schema umgesetzt, wie es auch in <a href="ALOHA" title="ALOHA">ALOHA</a>-Varianten anzutreffen ist. Ein Sensorknoten, der Daten senden möchte, sendet dabei zunächst eine Präambel, ein vereinbartes Signal, das den Kanal dauerhaft belegt. Knoten wachen in regelmäßigen Abständen kurz auf und überprüfen den Kanal mit Clear Channel Assessment auf Belegung. Ist das Kommunikationsmedium frei, so legt sich der Knoten augenblicklich wieder schlafen, ansonsten bereitet er sich auf den Empfang der mit der Präambel angekündigten Nachricht vor.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Quellen">Quellen</h2></div>

<li id="cite_note-1"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-1">↑</a></span> <span class="reference-text">J. Polastre, J. Hill, D. Culler: <i>Versatile Low Power Media Access for Wireless Sensor Networks</i>, In: <i>Proceedings of the Second ACM Conference on Embedded Networked Sensor Systems (SenSys’04)</i>, 3. bis 5. November 2004.</span>

</li>

</ol></div><div><div class="zim-footer">

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