實(shí)驗(yàn)7無(wú)線傳感網(wǎng)仿真一SMAC協(xié)議

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1、西安郵電大學(xué)（計(jì)算機(jī)學(xué)院）課內(nèi)實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)名稱：無(wú)線傳感網(wǎng)仿真（一）-S-MAC協(xié)議專業(yè)：班級(jí)：姓名：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：日期：2017年6月21日一．實(shí)驗(yàn)?zāi)康睦斫釹-MAC協(xié)議的工作機(jī)制。二．實(shí)驗(yàn)環(huán)境VirtualBox+Ubuntu+NS2三．實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.S-MAC協(xié)議SensorMAC(S-MAC)是一種基于競(jìng)爭(zhēng)的MAC層協(xié)議，主要適于節(jié)點(diǎn)空閑時(shí)間較長(zhǎng)、可容忍較大時(shí)延的場(chǎng)合。S-MAC以802.11為基礎(chǔ)，提供了良好的擴(kuò)展性，設(shè)計(jì)重點(diǎn)是有效節(jié)能，適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模、節(jié)點(diǎn)密度及拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的變化，而把其它性能（如平等性、吞吐量、帶寬利用率等

2、）作次要考慮。2.仿真拓?fù)涠x一個(gè)含14個(gè)WSN節(jié)點(diǎn)的仿真拓?fù)?。發(fā)送方為節(jié)點(diǎn)0，通過(guò)UDP傳輸CBR數(shù)據(jù)，接收方為節(jié)點(diǎn)5。四．實(shí)驗(yàn)過(guò)程及分析1.閱讀并解釋仿真代碼（SMAC.tcl），描述仿真設(shè)置；創(chuàng)建節(jié)點(diǎn)設(shè)置節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)設(shè)置報(bào)文的發(fā)送大小等節(jié)點(diǎn)參數(shù)1.運(yùn)行仿真腳本；1）仿真開始時(shí)，節(jié)點(diǎn)之間未建立路由，此時(shí)無(wú)數(shù)據(jù)傳輸，所有節(jié)點(diǎn)為綠色。2）從1s開始，節(jié)點(diǎn)0與節(jié)點(diǎn)5建立UDP/CBR的數(shù)據(jù)傳輸，需要注意，在傳輸數(shù)據(jù)前，節(jié)點(diǎn)0先要通過(guò)RREQ/RREP建立到節(jié)點(diǎn)5的路由。3）數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中，由于節(jié)點(diǎn)能量的消耗，較高負(fù)載的節(jié)點(diǎn)會(huì)出現(xiàn)顏色變化

3、(如21s左右，節(jié)點(diǎn)0、6、2、3、12、5開始變黃)。1.利用NAM動(dòng)畫觀察并解釋實(shí)驗(yàn)過(guò)程，理解S-MAC協(xié)議的工作過(guò)程。當(dāng)節(jié)點(diǎn)進(jìn)入工作時(shí)：先偵聽一段固定時(shí)間：1）如果在偵聽的這段時(shí)間，接收到其他節(jié)點(diǎn)的調(diào)度信息，則將自己的調(diào)度信息調(diào)整和其他相鄰節(jié)點(diǎn)一致，經(jīng)過(guò)一段隨機(jī)的時(shí)間廣播自己的調(diào)度信息；2）當(dāng)節(jié)點(diǎn)在偵聽這段時(shí)間收到眾多的鄰居節(jié)點(diǎn)的調(diào)度信息都不一致時(shí)，可選擇將自己的調(diào)度信息調(diào)整為和第一個(gè)接收到的鄰居節(jié)點(diǎn)的調(diào)度信息一致，并記錄其他鄰居節(jié)點(diǎn)的調(diào)度信息。3）如果在偵聽的這段時(shí)間沒有接收到任何節(jié)點(diǎn)發(fā)送來(lái)的調(diào)度信息，則自己產(chǎn)生一個(gè)調(diào)度信

4、息，并進(jìn)行廣播；具有相同調(diào)度的節(jié)點(diǎn)形成虛擬簇，邊界節(jié)點(diǎn)記錄兩個(gè)或多個(gè)調(diào)度。在WSN網(wǎng)絡(luò)中形成眾多的虛擬簇，使得S-MAC具有良好的擴(kuò)展性。五．問(wèn)題回答(1)SMAC如何主要為解決什么問(wèn)題設(shè)計(jì)的？為什么不能直接采用802.11協(xié)議？答：為了達(dá)到良好的可擴(kuò)展能力和碰撞回避能力，為了實(shí)現(xiàn)能量效率，盡量降低能量是SMAC協(xié)議。(2)SMAC和其它同類協(xié)議的性能比較有何不同？答：S-MAC很好的通過(guò)周期性的偵聽與睡眠機(jī)制解決了無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)中的能量問(wèn)題：高負(fù)載：當(dāng)信道處于高負(fù)載的時(shí)候，偵聽階段得意充分利用；低負(fù)載：睡眠階段更好的節(jié)省了能量。,

5、使用CSMA協(xié)議中的RTS/CTS，DATA／ACK消息傳遞機(jī)制，有效避免了沖突；六．總結(jié)對(duì)設(shè)計(jì)及調(diào)試過(guò)程的心得體會(huì)。通過(guò)這次試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，S-MAC采用周期性的偵聽和睡眠，網(wǎng)絡(luò)中所有的節(jié)點(diǎn)同步使用相同的睡眠和喚醒方式，所有的節(jié)點(diǎn)均已相同的占空比進(jìn)行工作，使用同步幀發(fā)送機(jī)制，確保所有節(jié)點(diǎn)同時(shí)喚醒和同時(shí)睡眠，但所有節(jié)點(diǎn)都處于喚醒狀態(tài)時(shí)，才進(jìn)行偵聽，以判斷是否要發(fā)送或者接受數(shù)據(jù)，當(dāng)所有節(jié)點(diǎn)都處于睡眠狀態(tài)時(shí)，會(huì)自動(dòng)關(guān)閉射頻收發(fā)器以節(jié)省能量。