无线传感器网络超帧传输机制仿真研究

系统仿真学报 ›› 2015, Vol. 27 ›› Issue (2): 432-438.

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无线传感器网络超帧传输机制仿真研究

严海蓉¹, 魏玉飞¹, 张岩¹, 谢跃¹, 贺凯²

1.北京工业大学软件学院,北京 100124;
2.中航工业西安飞行自控所,西安 710065

收稿日期:2014-05-20 修回日期:2014-09-17 发布日期:2020-09-02
作者简介:严海蓉(1971-), 女, 浙江宁波人, 博士, 副教授, 研究方向为无线传感器网络;魏玉飞(1985-),男,河南邓州人,硕士,研究方向为无线传感器网络;张岩(1986-),男,北京人,硕士,研究方向为无线传感器网络。

Simulation on Superframe Transmission Mechanism in Wireless Sensor Networks

Yan Hairong¹, Wei Yufei¹, Zhang Yan¹, Xie Yue¹, He Kai²

1. Software Engineering, Beijing University of Technology, Beijing 100124, China;
2. AVIC Xi'an Flight Automatic Control Research Institute, Xi'an710065, China

Received:2014-05-20 Revised:2014-09-17 Published:2020-09-02

摘要/Abstract

摘要： 目前对于无线传感器网络实时性与可靠性的研究大多通过IEEE 802.15.4标准MAC协议性能分析、协议优化或理论建模等手段,而没有关注IEEE 802.15.4标准超帧结构中竞争访问控制阶段(CAP)与非竞争访问控制阶段(CFP)两种访问阶段持续时间对网络实时性与可靠性的影响。通过建立状态机模型,设计并实现了MAC层超帧机制仿真算法,对IEEE802.15.4标准的MAC层超帧机制进行仿真。构建了一个可以利用可视化界面定制应用场景,计算应用不同超帧结构时的网络性能,并据此对超帧结构提出优化建议的仿真平台,为优化超帧结构提供了一种新思路,同时也为下一代新型网络协议的产生提供理论依据。

关键词: 无线传感器网络, 超帧, 网络性能, 仿真

Abstract: At present, studies on real-time performance and reliability of WSN are mostly based on the performance analysis, protocol optimization or mathematical modeling with IEEE 802.15.4 standard MAC Protocol. However, there is no concern about the large impact on the network real-time and reliability caused by duration of the competitive access control phase (CAP) and non-competitive access control stage (CFP) in the IEEE 802.15.4 standard superframe structure. To solve these problems, a MAC layer superframe mechanism simulation algorithm was designed and implemented to simulate the IEEE802.15.4 standard MAC-layer superframe mechanism by establishing a state machine model. This design also built a simulation platform which could use visual interface to customize the application scenarios, and compute the network performance when using different superframe structure. As a result, the platform can offer the optimized recommendations for superframe structure. This research provides a new solution for optimizing the superframe structure. Moreover, it also establishes theoretical basis for next generation of the network protocols.

Key words: WSN, superframe, network performance, simulation

中图分类号:

TP391.9

严海蓉, 魏玉飞, 张岩, 谢跃, 贺凯. 无线传感器网络超帧传输机制仿真研究[J]. 系统仿真学报, 2015, 27(2): 432-438.

Yan Hairong, Wei Yufei, Zhang Yan, Xie Yue, He Kai. Simulation on Superframe Transmission Mechanism in Wireless Sensor Networks[J]. Journal of System Simulation, 2015, 27(2): 432-438.

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