【摘 要】
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无线传感器网络是一种特殊的Ad-Hoc网络,它具有自组织、快速展开、抗毁坏性强等特点,在军事、环境监测、医疗健康、工业控制等方面有着十分广阔的应用前景。近年来,随着微电
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无线传感器网络是一种特殊的Ad-Hoc网络,它具有自组织、快速展开、抗毁坏性强等特点,在军事、环境监测、医疗健康、工业控制等方面有着十分广阔的应用前景。近年来,随着微电子技术、计算机技术和无线通信等技术的进步,推动了低功耗多功能传感器的快速发展,使其在微小体积内能够集成信息采集、数据处理和无线通信等多种功能。技术条件的成熟和大量潜在的应用需求使得无线传感器网络受到人们越来越多的关注和重视。在无线传感器网络中,信道接入协议,又称媒体访问控制(MediumAccess Control,MAC)协议决定无线信道的使用方式,在传感器节点之间分配有限的无线通信资源,用来构建传感器网络系统的底层基础结构,因此,它的性能优劣直接影响到网络吞吐量、时延等关键技术指标。从而,对MAC协议进行建模,评价协议性能成为无线网络的一个研究热点。IEEE 802.15.4以其低速率、低功耗、短距离等技术特征成为一种适用于无线传感器网络的新兴通信技术标准,其中网络中的设备可以采用竞争方式的CSMA/CA机制访问信道,但是目前针对IEEE 802.15.4标准的性能分析还存在一些不足。本文在充分理解标准的基础上,考虑到网络的实际情况,也即网络可能会处于非饱和状态,利用排队论思想体现这一特点,然后,使用二维Markov链对网络建立模型得到数学模型。在模型的基础上对IEEE 802.15.4特有的机制进行分析,并得到网络吞吐量的数学表达式。其后,利用NS-2网络仿真软件,模拟网络运行,再次对网络性能进行评价。最后,将仿真实验的结果和数学建模的结果进行比较分析,结果显示模型可以很好的反映网络的情况。
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