基于ZigBee技術(shù)的高性能MAC機(jī)制與接入控制策略.pdf

1、無線傳感網(wǎng)絡(luò)WSNs(wireless sensor networks)是當(dāng)前國際上倍受關(guān)注的、由多學(xué)科高度交義的前沿研究領(lǐng)域。圍繞實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)低功耗運(yùn)行，針對適合網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)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(diǎn)集中在網(wǎng)絡(luò)層和介質(zhì)訪問控制MAC(medium access control)層。 MAC層處在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧軟件的底部，控制著節(jié)點(diǎn)在合適的時(shí)機(jī)接入無線信道，是報(bào)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(luò)的性能起著重要的作用。WSNs的特性和應(yīng)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(biāo)是節(jié)能和自組織，而每個(gè)節(jié)點(diǎn)的公平和時(shí)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(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。 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(shù)標(biāo)準(zhǔn)，ZigBee網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、協(xié)議棧模型和IMAC子層的業(yè)務(wù)組成，對信標(biāo)使能的星型拓?fù)渲械男诺澜尤霗C(jī)制進(jìn)行了深入研究，并利用NS(network simulator)網(wǎng)絡(luò)仿真工具，通過仿真驗(yàn)證了IEEE802.15.4在低功耗、低數(shù)據(jù)速率的無線連接領(lǐng)域應(yīng)用的可行性。在上述分析與研究的基礎(chǔ)上，提出改變競爭窗長度和引入睡眠機(jī)制的設(shè)計(jì)，并給出了相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)和信道模型，對改進(jìn)后的網(wǎng)絡(luò)性能進(jìn)行了仿真與分析，驗(yàn)