無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC層性能分析與研究.pdf

1、近幾年隨著無(wú)線通信技術(shù)、傳感器技術(shù)、信息采集和處理技術(shù)的飛速發(fā)展，出現(xiàn)了低成本、低功耗、多功能的微型無(wú)線傳感器結(jié)點(diǎn)。這些微型無(wú)線傳感器結(jié)點(diǎn)在目標(biāo)環(huán)境中構(gòu)筑成網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)協(xié)同工作來(lái)進(jìn)行目標(biāo)地區(qū)環(huán)境信息的采集，并通過(guò)隨機(jī)自組織無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)以多跳中繼方式將所感知信息傳送到用戶終端。傳感器網(wǎng)絡(luò)被認(rèn)為是21世紀(jì)最重要的技術(shù)之一，它將會(huì)對(duì)人類未來(lái)的生活方式產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)采用類似開(kāi)放式系統(tǒng)互聯(lián)模型的協(xié)議棧。由于傳感器網(wǎng)絡(luò)的自身特

2、點(diǎn)使得傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的一些協(xié)議不能直接應(yīng)用，必須研究新的協(xié)議來(lái)替代。目前業(yè)界對(duì)其協(xié)議棧的研究一直在進(jìn)行之中，尚無(wú)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。 IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)是由國(guó)際電信聯(lián)盟制定的，適用于短距離，低功耗無(wú)線設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和通信的協(xié)議。其具有低速率、低功率、傳輸距離短、架構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小的特點(diǎn)，適應(yīng)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)。本文中對(duì)目前業(yè)界推出的幾種MAC層協(xié)議：SMACS、基于CSMA的介質(zhì)訪問(wèn)控制協(xié)議、TDMA/FDMA組合方案進(jìn)行簡(jiǎn)單對(duì)比，

3、介紹了各自的一些優(yōu)缺點(diǎn)。重點(diǎn)對(duì)IEEE802.15.4協(xié)議進(jìn)行了仿真，對(duì)其核心的SlottedCSMA/CA算法做性能分析和研究，仿真了在不同結(jié)點(diǎn)配置況下，網(wǎng)絡(luò)的吞吐量、丟包率和接入延時(shí)的變化。由仿真結(jié)果可以看到，網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)數(shù)目增加過(guò)程中，網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載未發(fā)生顯著變化，但吞吐量(throughput)卻隨著網(wǎng)絡(luò)中結(jié)點(diǎn)數(shù)目的增加而變小，而系統(tǒng)平均端到端延遲變化并未受到太大的影響。這主要是因?yàn)楫?dāng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)數(shù)增加時(shí)，網(wǎng)絡(luò)的流量隨之增大，碰撞產(chǎn)生的機(jī)率