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1、第42卷第7期上海交通大学学报Vol.42No.72008年7月JOURNALOFSHANGHAIJIAOTONGUNIVERSITYJul.2008文章编号:100622467(2008)0721203204无线传感器网络中的S2MAC协议性能张晔,何晨,蒋铃鸽(上海交通大学电子信息与电气工程学院,上海200240)摘要:为了研究无线传感器网络中S(Sensor)2MAC的协议性能以及协议参数的变化对协议性能的影响,提出了基于马尔可夫链的分析模型.根据S2MAC协议中的退避机制建立了一维马尔可夫链,以研究网络中单个节点的行为;根据协议的周期特性研究了整个
2、网络的行为,从而计算协议在不同占空比下的能耗、吞吐量和时延.仿真结果表明:分析模型能够准确地评估S2MAC协议的各项性能,定量分析能耗和其他性能之间存在的权衡问题,并为如何选取合适的协议参数提供了理论依据.关键词:无线传感器网络;S(Sensor)2MAC协议;性能研究;马尔可夫链中图分类号:TP393.04文献标识码:APerformanceEvaluationofS2MACProtocolinWirelessSensorNetworksZHANGYe,HEChen,JIANGLing2ge(SchoolofElectronic,Informationa
3、ndElectricalEngineering,ShanghaiJiaotongUniversity,Shanghai200240,China)Abstract:InordertoevaluatetheperformanceofS2MACprotocolinwirelesssensornetworksandstudytheinfluenceoftheprotocolparameters,ananalyticalmodelbasedontheMarkovchainwasproposed.Accordingtotheprotocol’sback2offmech
4、anism,thenodebehaviorwasstudiedthroughaone2dimensionalMarkovchain.Thenetworkbehaviorwasstudiedthroughconsideringtheprotocol’speriodiccharacteris2tics.Theenergyconsumption,throughputandpacketdelaywerederived.Thesimulationsshowthattheanalyticalresultsarehighlyaccurateinevaluatingthe
5、performance.Thereforetheproposedmodelcanbeusedtoquantitativelyanalyzethetrade2offbetweenenergyconsumptionandotherperformanceandcanfurtherprovidetheoreticalguidanceforchoosingaproperdutycycle.Keywords:wirelesssensornetworks;S(Sensor)2MACprotocol;performanceanalysis;Markovchain无线传感器
6、网络是由大量传感器节点构成的常有限,因此,节省能耗是无线传感器网络中的一个一种特殊AdHoc网络,主要用于数据的采集和传研究热点.输,有着广泛的应用前景.由于传感器节点一般由电为了延长网络的生命周期,人们提出了许多能[1,2]池供电,且节点的体积微小,电池能够携带的能量非量有效的MAC层协议,其中以S2MAC最具有收稿日期:2007208208基金项目:国家自然科学基金资助项目(60772100),上海市重大科技攻关项目(05DZ15004)作者简介:张晔(19832),男,江苏扬州人,硕士生,主要研究无线传感器网络的相关技术.何晨(联系人),男,教授,博
7、士生导师,电话(Tel.):0212342046732601;E2mail:chenhe@sjtu.edu.cn.1204上海交通大学学报第42卷[3]代表性.它一方面继承了IEEE802.11MAC协议表示.图中,P表示除该节点之外至少有一个其他节中的基本机制;另一方面采用周期性睡眠工作方式,点发送数据的概率.如果该节点在退避数还未减少有效降低了能耗,因此成为传感器网络中广受关注到0时侦听到其他节点发送数据,则该节点会取消的MAC协议之一.本文通过建立分析模型的方法退避而进入睡眠;如果该节点在退避数减少到0的准确评估协议的性能,为更好地改进协议、合理地设
8、同时,恰好有其他节点的退避数也减少到0,这就产置协议参数提供了理论
