無線傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC層協(xié)議的分析與仿真.pdf

1、隨著無線通信，微電子機(jī)械制造技術(shù)和傳感器技術(shù)的發(fā)展，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless sensor networks，WSNs)引起了人們的廣泛關(guān)注.WSN由部署在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)，大量集成有感知、數(shù)據(jù)處理和無線通信及能量供應(yīng)模塊的微型傳感器節(jié)點(diǎn)所組成，有著廣闊的應(yīng)用前景。具有許多與傳統(tǒng)無線網(wǎng)絡(luò)不同的特點(diǎn)，且與應(yīng)用高度相關(guān)。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)主要的一個(gè)設(shè)計(jì)目標(biāo)是有效地使用網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的受限資源，以最大化網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)壽命。由于傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的介質(zhì)訪問控制(MA

2、C)協(xié)議，并不能直接應(yīng)用于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。所以針對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)和應(yīng)用背景，研究人員提出了很多MAC協(xié)議。在這樣的背景下，本文分析研究了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)、通信協(xié)議棧、網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)、應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展?fàn)顩r等，然后做了如下工作： (1)本文通過分析無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，討論了影響MAC協(xié)議設(shè)計(jì)的有關(guān)問題，重點(diǎn)對目前流行的2類MAC協(xié)議，基于競爭的MAC協(xié)議和基于時(shí)分復(fù)用的MAC協(xié)議的性能和特點(diǎn)進(jìn)行了介紹和對比。 (2

3、)通過NS2仿真平臺，分別對IEEE802.11和S-MAC協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)能量消耗、吞吐量、延時(shí)3個(gè)網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)進(jìn)行了仿真分析。仿真結(jié)果表明，802.11的MAC協(xié)議由于采用全偵聽機(jī)制，能量消耗大、協(xié)議復(fù)雜，不太適合WSN網(wǎng)絡(luò)。盡管S-MAC比802.11節(jié)省更多的能量，但是它具有不能很好的適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)流量的變化的缺點(diǎn)： (3)在比較分析現(xiàn)有MAC協(xié)議的優(yōu)勢和不足的基礎(chǔ)上，提出了一種改進(jìn)協(xié)議。此協(xié)議在S-MAC協(xié)議的基礎(chǔ)上，結(jié)合時(shí)分復(fù)用