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近几年随着无线通信技术、传感器技术、信息采集和处理技术的飞速发展,出现了低成本、低功耗、多功能的微型无线传感器结点。这些微型无线传感器结点在目标环境中构筑成网络,通过协同工作来进行目标地区环境信息的采集,并通过随机自组织无线通信网络以多跳中继方式将所感知信息传送到用户终端。传感器网络被认为是21世纪最重要的技术之一,它将会对人类未来的生活方式产生深远影响。 无线传感器网络采用类似开放式系统互联模型的协议栈。由于传感器网络的自身特点使得传统网络的一些协议不能直接应用,必须研究新的协议来替代。目前业界对其协议栈的研究一直在进行之中,尚无统一的标准。 IEEE802.15.4标准是由国际电信联盟制定的,适用于短距离,低功耗无线设备之间进行数据传输和通信的协议。其具有低速率、低功率、传输距离短、架构简单,体积小的特点,适应无线传感器网络。本文中对目前业界推出的几种MAC层协议:SMACS、基于CSMA的介质访问控制协议、TDMA/FDMA组合方案进行简单对比,介绍了各自的一些优缺点。重点对IEEE802.15.4协议进行了仿真,对其核心的Slotted CSMA/CA算法做性能分析和研究,仿真了在不同结点配置况下,网络的吞吐量、丢包率和接入延时的变化。由仿真结果可以看到,网络结点数目增加过程中,网络的负载未发生显著变化,但吞吐量(throughput)却随着网络中结点数目的增加而变小,而系统平均端到端延迟变化并未受到太大的影响。这主要是因为当网络结点数增加时,网络的流量随之增大,碰撞产生的机率也变大所造成的。碰撞退避次数的设置对网络整体的吞吐量(throughput)影响很大。另外进行了改变数据包大小(即改变负载),分别仿真不同包大小情况下系统平均端到端延迟和接入延迟的变化情况。并由此得出在IEEE802.15.4协议下包大小为1024比特时可以达到最佳的网络性能,既满足系统吞吐量又可以满足系统端到端平均延迟时间。