ieee802.15.4无线传感器网络性能研究

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1、隶。轫大·嘤硕士学位论文万方数据IEEE802．15．4无线传感器网络性能研究专业名称：篮皇皇适鱼王程研究生姓名：一一奎态导师姓名：昱压直万方数据THEPERFORMANCEOFWIRELESSENSORNETWORKBASEDONIEEE802．15．4PROTOCOLAThesisSubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringBYLiJieSupervisedbyProf．肋LenanSchoolofInform

2、ationScienceandEngineeringSoutheastUniversityJanuary2014万方数据东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：垒叁日期：丝!±至兰曼!鳖9东南大学学位论文使

3、用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布(包括以电子信息形式刊登)论文的全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公布(包括以电子信息形式刊登)授权东南大学研究生院办理。研究生繇垒叠导师哟：蚴期：边丝主!衫研究生繇垒叠导师签冬；I蚴期：边丝主!∥万方数据摘要无线传感器网络在工业、农业、军事、环境、医疗等领域具有巨人的

4、应用价值。随着无线传感器网络研究的进一步深入平¨各种关键技术不断完善，无线传感器网络将在各个领域得到越来越广泛的应用。IEEE802．15．4标准是低速无线个域网进行短距离无线通信的IEEE标准，具有低能耗、低速率、低复杂度、传输距离短等特点，是一种适川于无线传感器网络的经典协议。深入研究IEEE802．15．4协议，并对协议进行优化，使其更加适合无线传感器网络，具有l‘分重要的研究意义。本文首先详细介绍IEEE802．15．4协议，采用OPNET仿真软件的三层建模机制，创建了基于IEEE802，15．4协议的

5、单跳结构无线传感器网络模型；其次，依据IEEE802．15．4协议，讨论了一种基于竞争的MAC层协议(ESCA协议)，并给出协议适用的场景。该协议使用类似于CSMA．CA算法来公平竞争信道，争取发送数据包的机会，成功发送的标识足收到ACK帧。根据网络中节点数目的不同，对比了IEEE802．15．4协议和ESCA协议在能耗方面的性能；最后，引入IEEE802．15．4协议中超帧的概念，提出了一种基于时隙的MAC层协议，对协议的技术规范进行了详细介绍。运用树型拓扑模拟了单跳分簇结构的无线传感器网络，并在树型拓扑网络

6、中实现了该协议。并且基于OPNET仿真软件建立了EBPSK调制的仿真模型，对物理层使用EBPSK调制的网络性能与使用QPSK调制的性能进行了对比，表明EBPSK物理层网络具有更好的性能。关键词：IEEES02．15．4协议，ESCA协议，基于时隙的MAC层协议，EBPSK，树型拓扑万方数据．竺!!坠坚ABSTRACTWirelesssensornetwork(WSN)hasgreatapplicationvalueinindustry，agriculture，military，environment，medic

7、alcareandotherfields．Withthefurtherresearchonthewirelesssensornetworkandtheimprovingofallkindsofthekeytechnologyconstantly，wirelesssensornetworkwillbemorewidelyusedinvariousfields．IEEE802．15．4iSall1EEEstandardof】OWratewirelesspersonalareanetworkforshortdista

8、ncewirelesscommunication．1EEES02．15．4standard，withthefeaturesoflowpower，lowrate，lowcomplexityandshortcommunicationrange，isoneoftheclassicstandardsforWSN．Furtherresearchesandoptimizationstobetter