ieee802.15.4協(xié)議仿真與研究

1、分 類 號(hào)UD C密 級(jí)單 位 代 碼 10 151IEEE802.15.4 協(xié) 議 仿 真 與研 究王 春 艷指 導(dǎo) 教 師 王 瑩 職 稱 副 教 授學(xué) 位 授 予 單 位 大 連 海 事 大 學(xué)申請(qǐng) 學(xué) 位 級(jí) 別 工 學(xué) 碩 士 學(xué) 科 與 專 業(yè) 通 信 與 信 息 系 統(tǒng)論 文 完 成 日期 2008 年 5 月 論 文 答 辯 日期 2006 年 6 月答 辯 委 員會(huì) 主席 舒帳 微中文摘 要摘刁石. 3 七ZigB e

2、e 是 最 近 提 出的一 種 近 距 離 、低 復(fù) 雜度 、低 功 耗 、低 數(shù) 據(jù) 速 率 、低 成 本的雙 向無 線 通 信 技 術(shù) ，主 要 適 用 于 自動(dòng) 控 制 和 遠(yuǎn) 程 控 制 領(lǐng) 域 ，是 為 了滿 足 小 型 廉價(jià) 設(shè) 備 的無 線 聯(lián) 網(wǎng)和 控 制 而 制 定 的 ，具 有 很 好 的應(yīng) 用 前 景 。 目前 對(duì) ZigB ee 的研 究主 要 集 中在 它 的 網(wǎng)絡(luò) 層 和 M A C (m edi umaee

3、esseont rol )層 。本 文 主 要研 究 了 802 . 巧. 4 協(xié) 議 的 M A C 子 層 的性 能 。802 .巧. 4 是 IEE E 確 定 的低速 率 無 線 個(gè) 域 網(wǎng)(personalareanet w ork)標(biāo) 準(zhǔn) ， 定 義 了 Z i gB ee 的物 理 層 和 M A C 層 。本 文 首 先 介 紹 了 802 .巧. 4 協(xié) 議 標(biāo) 準(zhǔn) ，包 括 它 的拓 撲 結(jié) 構(gòu) 、協(xié) 議 棧 模 型

4、等 ，并 分 別介 紹 了物 理 層 和 M A C 層 主要 原 理 。 然 后 對(duì) M A C 層 信 道 接 入 機(jī) 制 進(jìn) 行 了詳 細(xì) 介 紹 ，對(duì) 星 型 網(wǎng)絡(luò) 拓 撲 結(jié) 構(gòu) 下 時(shí) 隙 C SM 刀 C A 機(jī) 制 作較 為詳 細(xì) 的分 析 ，介 紹 了該 機(jī) 制 的馬爾可 夫模 型 ，它 與 802 .n 下 的 M arkov 鏈 分 析 模 型 十 分 相 似 。然 而 在 802 .巧. 4中 ，節(jié) 點(diǎn)后 退 計(jì)

5、 數(shù) 器 的值 并 不 考 慮 信 道 當(dāng)前 的狀 況 ， 當(dāng)計(jì) 數(shù) 器 值 到 達(dá) 零 時(shí) ，還 要進(jìn) 行 2 次 C C A (d earchal m elassessm ent) 檢 測(cè) ，用 數(shù) 學(xué) 公 式 推 導(dǎo) 出第 一 次 C C A 和 第二 次 C C A 節(jié) 點(diǎn)接 入 信 道 的概 率 ，由此 得 到 網(wǎng)絡(luò) 吞 吐量 的解 析 式 。 本 文 對(duì) N SZ 仿 真軟件 做 了簡(jiǎn) 單 介 紹 ，并 結(jié)合 IEE E80

6、2 .巧. 4 協(xié) 議 ，按物 理 層 、介 質(zhì) 訪 問層 兩 個(gè) 部 分具體 分 析 了 N SZ 仿 真 軟 件 對(duì) IEE E802 .巧. 4 仿 真 模 型 的 實(shí)現(xiàn) 方 法 。 本 文 最 后 給 出 了幾 個(gè) 仿 真 實(shí)驗(yàn) 的結(jié) 果及 理 論 分 析 。針對(duì) M A C 層 所 研 究 的具 體 性 能 的特 點(diǎn) ，在 仿 真研 究 中分 別 采 用 了特 定 的仿 真 模 型 ，搭 建 了仿 真 場(chǎng) 景 和 設(shè) 置 了相

7、 關(guān) 仿 真 參 數(shù) 。對(duì)信 標(biāo) 使 能 的 星 型 拓 撲 中 的 信 道 接 入 機(jī) 制 進(jìn) 行 了 深 入 研 究 ， 利 用 N s(netw orksi m ulator ) 網(wǎng)絡(luò) 仿 真 工 具 ，通 過 仿 真 給 出 了不 同參 數(shù) 下 協(xié) 議 的性 能 ，并 利 用 M arkov鏈 理 論 分 析 了 C SM 刀 C A 算 法 的 的性 能 ，與 實(shí) 際 的仿 真 數(shù) 據(jù) 進(jìn) 行 了對(duì) 比 ，驗(yàn) 證 了模 型 的