基于ZigBee技術的高性能MAC機制與接入控制策略.pdf

1、無線傳感網(wǎng)絡WSNs(wireless sensor networks)是當前國際上倍受關注的、由多學科高度交義的前沿研究領域。圍繞實現(xiàn)網(wǎng)絡低功耗運行，針對適合網(wǎng)絡特點的網(wǎng)絡協(xié)議研究是極為重要和迫切的；目前WSNs協(xié)議的研究重點集中在網(wǎng)絡層和介質訪問控制MAC(medium access control)層。 MAC層處在網(wǎng)絡協(xié)議棧軟件的底部，控制著節(jié)點在合適的時機接入無線信道，是報文在信道上發(fā)送和接收的直接控制者，因此對信道狀

2、態(tài)的感知是最快的，其行為對網(wǎng)絡的性能起著重要的作用。WSNs的特性和應用使其MAC層協(xié)議與傳統(tǒng)的無線MAC層協(xié)議有很多不同之處，其主要目標是節(jié)能和自組織，而每個節(jié)點的公平和時延是次要的。ZigBee協(xié)議的出現(xiàn)正好解決了這一問題。ZigBee是最近提山的一種近距離、低復雜度、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本的雙向無線通信技術，主要適用于自動控制和遠程控制領域，是為了滿足小型廉價設備的無線聯(lián)網(wǎng)和控制而制定的。 本文研究了無線傳感網(wǎng)的MAC

3、層協(xié)議，介紹與分析了ZigBee技術標準，ZigBee網(wǎng)絡的拓撲結構、協(xié)議棧模型和IMAC子層的業(yè)務組成，對信標使能的星型拓撲中的信道接入機制進行了深入研究，并利用NS(network simulator)網(wǎng)絡仿真工具，通過仿真驗證了IEEE802.15.4在低功耗、低數(shù)據(jù)速率的無線連接領域應用的可行性。在上述分析與研究的基礎上，提出改變競爭窗長度和引入睡眠機制的設計，并給出了相應的節(jié)點和信道模型，對改進后的網(wǎng)絡性能進行了仿真與分析，驗