欢迎来到天天文库
浏览记录
ID:52425013
大小:296.08 KB
页数:4页
时间:2020-03-27
《水声传感器网络MAC协议的能效分析与仿真.pdf》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、l0传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2011年第30卷第3期水声传感器网络MAC协议的能效分析与仿真罗娜,陈名松,王方,薛鑫(桂林电子科技大学信息与通信学院。广西桂林541004)摘要:为了研究水下传感器网络多址接入(MAC)协议的能量损耗,在集中式拓扑结构下,对ALOHA和MACAW两种协议的能量效率进行了理论分析,并通过Matlab进行了仿真。结果表明:通过改进的MA—CAW协议在网络节点数较多,数据到达率较高,数据包较大的网络中比ALOHA协议具有更高的能量效率。关键词:水声
2、传感器网络;能量效率;ALOHA协议;MACAW协议中图分类号:TN929.3文献标识码:A文章编号:1000-9787(2011)03-0010-03AnalysisandsimulationofenergyeficiencyofMACprotocolforunderwateracousticsensornetworksLUONa,CHENMing—song,WANGFang,XUEXin(SchoolofInformationandCommunications,GuilinUniversityofElectronicandTechno
3、logy,Guilin541004,China)Abstract:TostudytheenergylossoftheMACprotocolforunderwatersensornetworks,theenergyefficiencyoftheALOHAandMACAWareanalyzedandsimulatedbasedonMatlabincentralizedtopology.TheresultsshowthattheimprovedMACAWprotocolhasmuchhigherenergyefficiencythanALOHA
4、protocolinnetworkwhichhasmorenodes,dataarrivalrateandlargerpacketsize.Keywords:underwateracousticsensornetworks;energyeficiency;protocolofALOHA;protocolofMACAW0引言1协议的概述随着海洋探索的发展,水声传感器网络越来越引起广为了简单起见,假定水声传感器网络是一种集中式单泛的关注。它广泛应用于海洋数据收集、海洋环境监测、资跳网络。传感器节点被固定在海底中,用于收集海洋数据,源勘探以及灾
5、难预测等,是21世纪新兴技术之一。然而,每个传感器节点将收集的数据发送给汇聚节点。其网络模由于水声信道的有限带宽、高误码率以及长传播时延,使得型如图1所示,其中,A,C,D,E是发射节点(传感器节点),水声传感器网络相对于地面传感器网络的设计面临着巨大B为接收节点(汇聚节点)。的挑战。MAC协议的设计对网络影响非常大,它的主要作用就是协调和控制网络中的节点使用媒质,目的是减少数据包之问的碰撞,从而提高网络的性能。由于网络中节点是由电池供电,进行更换几乎是不可能的,因此,节点的能量受到限制,而能量也就成为制约网图1网络模型络寿命的关键因素。
6、所以,在MAC协议的设计中,能量效Fig1Networkmodel率是重点考虑的一个性能。本文主要研究r2种基于竞争1.1AL0HA协议的协议一AL0HA和MACAW。由于水声环境的特殊性,ALOHA协议的思想较简单,一个空闲节点有数据包到MACAW协议不能直接应用在水声环境中,通过改进之后,达,就立即发送该数据包,并期望不会和其他节点数据包发MACAW协议能很好地应用于水声网络,并获得较好的能生碰撞。在水声通信中,通常采用半双工的通信方式,为了量效率。提高网络数据传输的可靠性,在发送完一个数据帧之后,接收稿日期:2010-06—17基金
7、项目:广西信息与通讯技术重点实验室基金资助项目(10912)第3罗娜,等:水声传感器网络MAC协议的能效分析与仿真收节点要回复一个确认帧给发送节点。图2给出了ALO—每个节点数据包到达率为A,数据包大小为Sdatabits,确认帧HA协议的工作过程。ACK大小为SAcKbits,传感器网络中的节点数为n,一个数DATAACK据包发送持续时间为,数据传输速率为Rbits/s。其中\、、、。r、]—=—::,二一:,1:=5/R.(2)因此,数据包成功传送的概率为P=e一(一)Td一Fig2PrinciplediagramofALOHApro
8、tocol.f311.2MACAW协议那么,由于数据包发生碰撞而要进行重传数据包的重MACAW是在MACA的基础上增加了确认帧ACK。传次数服从1一尸的几何分布。所以,每传输一个数据包需MAC
此文档下载收益归作者所有