實驗7無線傳感網(wǎng)仿真一SMAC協(xié)議

1、 西 安 郵 電 大 學（計算機學院）課內實驗報告實驗名稱：無線傳感網(wǎng)仿真（一）-S-MAC協(xié)議 專 業(yè)： 班 級： 姓 名： 學 號： 指導教師： 日 期： 2017年6月21日一實驗目的理解 S-MAC 協(xié)議的工作機制。二實驗環(huán)境VirtualBox + Ubuntu + NS2三 實驗內容1. S-MAC協(xié)議Sensor MAC(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，提供了良好的擴展性，設計重點是有效節(jié)能，適應網(wǎng)絡規(guī)模、節(jié)點密度及拓撲結構的變化，而把其它性能（如平等性、吞吐量、帶寬利用率等）作

2、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），描述仿真設置；創(chuàng)建節(jié)點設置節(jié)點坐標設置報文的發(fā)送大小等節(jié)點參數(shù)2. 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(如21s 左右，節(jié)點0、6、2、3、

3、12、5 開始變黃)。3. 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)點的調度信息，則將自己的調度信息調整和其他相鄰節(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)點的調度信息都不一致時，可選擇將自己的調度信息調整為和第一個接收到的鄰居節(jié)點的調度信息一致，并記錄其他鄰居節(jié)點的調度信息。3）如果在偵聽的這段時間沒有接收到任何節(jié)點發(fā)送來的調度信息，則自己產(chǎn)生一個調度信息，并進行廣播；具有相同調度的節(jié)點形成虛擬簇，邊界節(jié)點記錄兩個或多個調度。在WSN網(wǎng)絡中形成

4、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。,使用CSMA協(xié)議中的RTS/CTS，DATAACK消息傳遞機制，有效避免了沖突；六總結對設計及調試過程的心得體會。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