無線傳感器網(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、多功能的微型無線傳感器結(jié)點。這些微型無線傳感器結(jié)點在目標環(huán)境中構(gòu)筑成網(wǎng)絡(luò)，通過協(xié)同工作來進行目標地區(qū)環(huán)境信息的采集，并通過隨機自組織無線通信網(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)被認為是21世紀最重要的技術(shù)之一，它將會對人類未來的生活方式產(chǎn)生深遠影響。 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)采用類似開放式系統(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)議來替代。目前業(yè)界對其協(xié)議棧的研究一直在進行之中，尚無統(tǒng)一的標準。 IEEE802.15.4標準是由國際電信聯(lián)盟制定的，適用于短距離，低功耗無線設(shè)備之間進行數(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)簡單，體積小的特點，適應(yīng)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。本文中對目前業(yè)界推出的幾種MAC層協(xié)議：SMACS、基于CSMA的介質(zhì)訪問控制協(xié)議、TDMA/FDMA組合方案進行簡單對比，

3、介紹了各自的一些優(yōu)缺點。重點對IEEE802.15.4協(xié)議進行了仿真，對其核心的SlottedCSMA/CA算法做性能分析和研究，仿真了在不同結(jié)點配置況下，網(wǎng)絡(luò)的吞吐量、丟包率和接入延時的變化。由仿真結(jié)果可以看到，網(wǎng)絡(luò)結(jié)點數(shù)目增加過程中，網(wǎng)絡(luò)的負載未發(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。這主要是因為當網(wǎng)絡(luò)結(jié)點數(shù)增加時，網(wǎng)絡(luò)的流量隨之增大，碰撞產(chǎn)生的機率