實驗7無線傳感網(wǎng)仿真一SMAC協(xié)議

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1、西安郵電大學(xué)（計算機學(xué)院）課內(nèi)實驗報告實驗名稱：無線傳感網(wǎng)仿真（一）-S-MAC協(xié)議專業(yè)：班級：姓名：學(xué)號：指導(dǎo)教師：日期：2017年6月21日一．實驗?zāi)康睦斫釹-MAC協(xié)議的工作機制。二．實驗環(huán)境VirtualBox+Ubuntu+NS2三．實驗內(nèi)容1.S-MAC協(xié)議SensorMAC(S-MAC)是一種基于競爭的MAC層協(xié)議，主要適于節(jié)點空閑時間較長、可容忍較大時延的場合。S-MAC以802.11為基礎(chǔ)，提供了良好的擴展性，設(shè)計重點是有效節(jié)能，適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模、節(jié)點密度及拓撲結(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.仿真拓撲定義一個含14個WSN節(jié)點的仿真拓撲。發(fā)送方為節(jié)點0，通過UDP傳輸CBR數(shù)據(jù)，接收方為節(jié)點5。四．實驗過程及分析1.閱讀并解釋仿真代碼（SMAC.tcl），描述仿真設(shè)置；創(chuàng)建節(jié)點設(shè)置節(jié)點坐標設(shè)置報文的發(fā)送大小等節(jié)點參數(shù)1.運行仿真腳本；1）仿真開始時，節(jié)點之間未建立路由，此時無數(shù)據(jù)傳輸，所有節(jié)點為綠色。2）從1s開始，節(jié)點0與節(jié)點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0先要通過RREQ/RREP建立到節(jié)點5的路由。3）數(shù)據(jù)傳輸過程中，由于節(jié)點能量的消耗，較高負載的節(jié)點會出現(xiàn)顏色變化

3、(如21s左右，節(jié)點0、6、2、3、12、5開始變黃)。1.利用NAM動畫觀察并解釋實驗過程，理解S-MAC協(xié)議的工作過程。當節(jié)點進入工作時：先偵聽一段固定時間：1）如果在偵聽的這段時間，接收到其他節(jié)點的調(diào)度信息，則將自己的調(diào)度信息調(diào)整和其他相鄰節(jié)點一致，經(jīng)過一段隨機的時間廣播自己的調(diào)度信息；2）當節(jié)點在偵聽這段時間收到眾多的鄰居節(jié)點的調(diào)度信息都不一致時，可選擇將自己的調(diào)度信息調(diào)整為和第一個接收到的鄰居節(jié)點的調(diào)度信息一致，并記錄其他鄰居節(jié)點的調(diào)度信息。3）如果在偵聽的這段時間沒有接收到任何節(jié)點發(fā)送來的調(diào)度信息，則自己產(chǎn)生一個調(diào)度信

4、息，并進行廣播；具有相同調(diào)度的節(jié)點形成虛擬簇，邊界節(jié)點記錄兩個或多個調(diào)度。在WSN網(wǎng)絡(luò)中形成眾多的虛擬簇，使得S-MAC具有良好的擴展性。五．問題回答(1)SMAC如何主要為解決什么問題設(shè)計的？為什么不能直接采用802.11協(xié)議？答：為了達到良好的可擴展能力和碰撞回避能力，為了實現(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很好的通過周期性的偵聽與睡眠機制解決了無線傳感網(wǎng)絡(luò)中的能量問題：高負載：當信道處于高負載的時候，偵聽階段得意充分利用；低負載：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消息傳遞機制，有效避免了沖突；六．總結(jié)對設(shè)計及調(diào)試過程的心得體會。通過這次試驗發(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)點同步使用相同的睡眠和喚醒方式，所有的節(jié)點均已相同的占空比進行工作，使用同步幀發(fā)送機制，確保所有節(jié)點同時喚醒和同時睡眠，但所有節(jié)點都處于喚醒狀態(tài)時，才進行偵聽，以判斷是否要發(fā)送或者接受數(shù)據(jù)，當所有節(jié)點都處于睡眠狀態(tài)時，會自動關(guān)閉射頻收發(fā)器以節(jié)省能量。