無線傳感器網(wǎng)絡(luò)性能評測體系及綜合實驗研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是近年來無線通信領(lǐng)域的一個研究熱點，其廣闊的應(yīng)用前景被普遍看好。任何網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的推廣、應(yīng)用都必須以其質(zhì)量保證為前提。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點數(shù)量巨大，應(yīng)用環(huán)境復(fù)雜多變，如何對這些應(yīng)用研究成果進(jìn)行評價和測試，以保證其在實際工作中穩(wěn)定高效，已經(jīng)成為亟待解決的問題。本論文對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)性能評測體系和綜合實驗進(jìn)行了研究。
　　 首先本文對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)性能進(jìn)行了實驗性研究。在本實驗室開發(fā)的基于IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的無線

2、傳感器網(wǎng)絡(luò)平臺系統(tǒng)上，設(shè)計了上、下行鏈路丟包率的測量方案，通過大量的實測數(shù)據(jù)驗證了該方案的可行性和有效性。本文研究了丟包率和鏈路狀態(tài)、RSSI和LQI之間的相互關(guān)系，指出相對于RSSI，LQI的鏈路質(zhì)量指示更加有效。利用這個結(jié)果設(shè)計了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的功率控制基本方案。另外在輪詢和CSMA/CA兩種機制下，測量了不同參數(shù)配置下的網(wǎng)絡(luò)吞吐量，對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析，比較了兩種機制的優(yōu)缺點和適用場景。
　　 然后通過OPNET仿真軟件對

3、星狀拓?fù)錈o線傳感器網(wǎng)絡(luò)性能進(jìn)行了評測，分析了節(jié)點信息生成速率、節(jié)點個數(shù)對網(wǎng)絡(luò)性能的影響。針對IEEE 802.15.4 MAC協(xié)議中沒有考慮數(shù)據(jù)優(yōu)先級和缺乏網(wǎng)絡(luò)配置靈活性的缺點，設(shè)計了一種基于數(shù)據(jù)優(yōu)先級的信道接入方案，并通過仿真證明了該方案的有效性。該方案充分考慮了數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級別，賦予他們不同的信道接入概率，保證其不同的性能指標(biāo)要求。另外引入聚合因子，提高了節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)的成幀效率和網(wǎng)絡(luò)配置的靈活性。盡管該方案是基于星狀拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)研究的，

4、但是它可以方便地應(yīng)用于基于分簇的樹狀拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)，并且可以獲得累積效果。
　　 最后通過OPNET仿真軟件，對基于ZigBee標(biāo)準(zhǔn)的樹狀拓?fù)浜蚆esh拓?fù)涞臒o線傳感器網(wǎng)絡(luò)性能進(jìn)行了評測，采用的性能指標(biāo)為MAC層吞吐量、平均路由跳數(shù)和端到端延遲。通過大量仿真數(shù)據(jù)研究了數(shù)據(jù)生成速率、數(shù)據(jù)包大小、是否采用ACK確認(rèn)機制對網(wǎng)絡(luò)性能（端到端延遲、吞吐量、路由跳數(shù)等）的影響。在相同的仿真場景下，對樹狀和Mesh拓?fù)涞木W(wǎng)絡(luò)性能進(jìn)行了比較。在網(wǎng)絡(luò)吞