无线传感器网络的s-mac协议仿真

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1、《无线网络技术》实验四报告单班级..学号.实验日期评分教师签名实验名称：无线传感器网络的S-MACm义仿真实验目的：了解无线传感器网络的S-MACI办议及提出一种消息节点睡眠机制和退避策略，然后通过在NS2平台上的仿真，可发现对能量消耗和网络延迟有部分改善。实验内容：1.无线传感器网络概述无线传感器网络(witeleSsSensorNetworks，WSN)是集信息采集、倍息传输、信思处理于一休的级合舒能信息系统。它绿合了微机电系统(Micro—Elec一tronMechanicalSystem,MS)、传感器技术、嵌入式技术、现代网络及无线通信技术、分布式

2、信息处理技术等，能够通过各类集成化的微型传感器协作地实吋监控、感知和采集各种环境或监控对象的信息。在军事领域、工业领域、农业领域、环境检测、医疗监护、智能家ft系统等许多领域都有十分广阔的发展前景。2.无线传感器网络结构无线传感器网络包柄传盛器分点(SensorNode)、汇聚节点(SinkNode)和货理节点(Managernode)。无线传感器网络的协议栈采川5层的分层结构，分别为：物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层。在网络协议栈中，MAC子层位于数据链路层，直接与物理层接口，负责控制和接入物理介质。提供无线传感器M络屮节点到节点的连接方式，确保

3、传感器节点fuj通信资源分配的公平性和侖效性。3.基于竞争的MAG协议分析S-MAC(sensorMAC)1协议是针对IEEE802.11屮节点处于侦听状态，消耗人景能景的问题，提出的周期性的休眠/活动调度机制。S-MACrtl—个幵始的同步吋间段幵姑，交换SYNC消息形成虚拟簇。相向虚拟簇K的节点讨以传输数据。节点只有在活动阶段冰发送消息，如阁1.1SMAC采用数裾传递机制，通过这种周期性的修眠/活动工作机制，节点降低了闲置侦听，降低了能耗。ListenPeriodReceiverForRTSForCTSRcccivc/SIccpPeriodTxSYNCT

4、sRTSGotCTS图1.1SMAC数据传递机制采用以上机制，SMAC协议冇以下儿点好处：(1)采用周期性睡眠/侦听占空比，控制节点进入睡眠状态，降低了甘点能耗；(2)RTS/CTS机制降低通信范围W点间的碰捕概率；(3)NAV避免串音现象，降低了能耗。SMAC协议相比IEEE802.il提高了能景的效率，似是也存在一些不足，节点采川周期性的侦听和睡眠凋度机制，数据在发送吋有延迟；邻店节点频繁交换SYNC倌息会导致节点消耗更多的能S;当网络负载较低时，过高的占空比会导致空闲侦听会造成能fi浪费，当负载较高时，又会造成网络延迟；节点为了节省能景进入睡眠状态，增

5、大了睡眠延吋。4.NS2网络仿真仿真场景如阁1.2所示，在l()()()m*l()()()m的范M内，采用随机分布的方式布置了一个49个固定节点和-个sink节点构成的较人规模的M络拓扑，在M络模型屮，假设所奋节点都能侦听到整个网络的通信情况，即没有考虑隐藏节点问题。IIIIIIIIIIIIIIIIIIII■IIIIIII■IIIIII■I■IIIBt]「僱【root@lsl-laptop:/home/lslF^]l□口[NamConsolevl.ll】l回Jo图1.2节点随机分布生成网络模型的部分TCL代码如下:for{seti0}{$i<$opt(nn)

6、}{incri}{setnode_($i)[$ns_node]$node_($i)random-motion0$god_new_node$node_($i)setragent_($i)[$node_($i)get-ragent]setmac」Si)l$node_($i)get-mac0J4.1参数设置设置NS2中的网络参数，为/对设定的网络环境进行仿真，可以通过设置不同的参数来实现。对于网络中不M的应用，可以设置移动V点的屈性，通过设置energyModel来获取节点的剩余能量值；设置CBR流量发生器产生网络数据流，并将其绑定到节点上，可以设SCBR的值，使

7、其按照一个确定的速率产生数据，也可以没®不同的节点不同的数据发送速率，不同速率可以通过对节点的参数interval进行设置实现。对网络规模的人小可以根裾用户的需要通过对网络中节点的数鬥，网络场景的L<:宽尺寸等设置；配置节点能S模型，设置节点接收发送数据包和节点在闲置侦听状态K所消耗的能景值。配置移动节点的路径参数：为了对仿真结果进行分析，需要将仿真好的结果记录到Trace文件屮，打幵节点的Trace功能，设S其屮的参数：agentTrace表示皮川层的trace，记呆应川S数拋包接受情况；routerTrace表示路由的trace，记录路由屋数扼包传逆情况

8、；macTrace表示MAC层的trace，在tra