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基于IEEE802.15.4标准的无线传感器网络 被引量：26
1
作者 郑霖 曾志民 +1 位作者 万济萍 王建明 《传感器技术》 CSCD 北大核心 2005年第7期86-88,共3页
设计实现了一种基于IEEE802.15.4标准的无线传感器网络,传感器对周围的环境进行监测,内嵌的单片机对数据进行处理,通过基于IEEE802.15.4标准的无线模块进行无线传输,构成一个无线传感器网络。对无线传感器的结构设计和无线传输网络的具... 设计实现了一种基于IEEE802.15.4标准的无线传感器网络,传感器对周围的环境进行监测,内嵌的单片机对数据进行处理,通过基于IEEE802.15.4标准的无线模块进行无线传输,构成一个无线传感器网络。对无线传感器的结构设计和无线传输网络的具体实现过程进行了阐述,最后,给出了实验数据,并进行了分析。 展开更多
关键词 IEEE 802.15.4标准 无线传感器网络 模块化设计
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基于IEEE802.15.4e标准的工业物联网安全时间同步策略 被引量：15
2
作者 杨伟 何杰 +2 位作者 万亚东 王沁 李翀 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2017年第9期2032-2043,共12页
IEEE802.15.4e是一个面向工业物联网应用的MAC层标准,其采用时间同步关键技术实现高可靠、低功耗的工业无线网络.网络空间中存在各式各样攻击,由于时间同步机制是工业无线网络中的核心支撑技术,其可能成为首选的攻击目标.假如攻击者对... IEEE802.15.4e是一个面向工业物联网应用的MAC层标准,其采用时间同步关键技术实现高可靠、低功耗的工业无线网络.网络空间中存在各式各样攻击,由于时间同步机制是工业无线网络中的核心支撑技术,其可能成为首选的攻击目标.假如攻击者对时间同步协议发起攻击,破坏节点之间的同步,将导致网络通信、节点定位以及数据融合等方面应用不能正常工作.针对基于IEEE802.15.4e标准的工业物联网中时间同步协议安全性不足问题,提出了一个安全时间同步策略.首先,提出了Sec_ASN算法保护单跳的ASN时间同步和TOF算法保护单跳的Device-to-Device时间同步;其次,提出了Rank-based入侵检测算法保护多跳时间同步;最后通过理论分析和实验测试证明,该安全时间同步策略具有时间同步精度高和开销低特点,并且能有效防御外部攻击和内部攻击. 展开更多
关键词 ieee802.15.4e 安全 时间同步 工业物联网 攻击
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基于优先级的IEEE802.15.4 CSMA/CA建模与分析 被引量：11
3
作者 周明伟 樊晓平 刘少强 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第3期422-426,共5页
针对基于IEEE 802.15.4协议CSMA/CA机制的实时监测系统,为了分析CSMA/CA参数设置对网络性能的影响,建立了一个引入优先级信号处理的马尔可夫链数学模型,分析和比较了分别设置优先级信号和普通信号的协议参数,对优先级信号实时性和整体... 针对基于IEEE 802.15.4协议CSMA/CA机制的实时监测系统,为了分析CSMA/CA参数设置对网络性能的影响,建立了一个引入优先级信号处理的马尔可夫链数学模型,分析和比较了分别设置优先级信号和普通信号的协议参数,对优先级信号实时性和整体网络性能的影响。结果表明,综合考虑网络规模和网络中信号产生情况,合理地分别设置两种信号的CSMA/CA协议参数,可以提高优先级信号的实时性,而对普通信号的影响较小。 展开更多
关键词 IEEE 802.15.4 CSMA/CA马尔可夫链模型 实时性
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IEEE802.15.4协议性能分析实验设计与实现 被引量：3
4
作者 欧阳国军 赵艳玲 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2016年第6期119-124,共6页
为了探索IEEE802.15.4协议实验教学,首先对实验内容进行了归纳,然后应用IEEE802.15.4/Zig Bee仿真模型设计了IEEE802.15.4协议性能分析实验方案,详细给出IEEE802.15.4/Zig Bee仿真模型的参数配置,最后分析了参数SO、BO、NB、BE和负载对... 为了探索IEEE802.15.4协议实验教学,首先对实验内容进行了归纳,然后应用IEEE802.15.4/Zig Bee仿真模型设计了IEEE802.15.4协议性能分析实验方案,详细给出IEEE802.15.4/Zig Bee仿真模型的参数配置,最后分析了参数SO、BO、NB、BE和负载对网络性能的影响。该实验方案应用到教学中,加强了学生对抽象、复杂知识的理解,填补了IEEE802.15.4协议教学中的一项空白。 展开更多
关键词 ieee802.15.4协议 实验教学 ieee802.15.4/Zig Bee仿真模型
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IEEE802.15.4动态自适应CSMA/CA算法设计与仿真 被引量：8
5
作者 蒋子峰 陆建德 《计算机技术与发展》 2010年第9期69-73,共5页
在无线传感器网络中,节点的业务负载是随网络节点的位置和网络运行的时间不断变化的,又由于每一个节点能量有限,功耗是无线传感器网络性能的重要参数之一。针对无线传感器网络的这些特点,对IEEE802.15.4MAC层协议的关键技术进行了阐述,... 在无线传感器网络中,节点的业务负载是随网络节点的位置和网络运行的时间不断变化的,又由于每一个节点能量有限,功耗是无线传感器网络性能的重要参数之一。针对无线传感器网络的这些特点,对IEEE802.15.4MAC层协议的关键技术进行了阐述,讨论了CSMA/CA信道访问机制在动态自适应方面的不足,进而设计提出了一种基于动态自适应的低功耗退避算法-DA-CSMA/CA算法,最后对该算法进行了仿真分析。仿真结果表明,该算法在网络拓扑相对固定的环境中能在低功耗的前提下很好地适应网络流量的变化。 展开更多
关键词 ieee802.15.4 MAC层协议 DA-CSMA/CA 低功耗
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工业环境IEEE802.15.4链路的多频道可靠性分析与建模 被引量：5
6
作者 王沁 万亚东 +1 位作者 李磊 段世红 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2009年第12期1971-1984,共14页
无线传感器网络协议设计依赖于网络环境中的链路特征.在实际环境中,链路易受外界环境的影响而产生剧烈的变化.但是,目前只有少量的链路模型涉及多频道传输可靠性及其时间变化特征.以丢包率描述链路的可靠性,针对链路可靠性在频道和时间... 无线传感器网络协议设计依赖于网络环境中的链路特征.在实际环境中,链路易受外界环境的影响而产生剧烈的变化.但是,目前只有少量的链路模型涉及多频道传输可靠性及其时间变化特征.以丢包率描述链路的可靠性,针对链路可靠性在频道和时间上的变化特征,提出了统计建模的方法,引入丢包率(PDR)和丢包序列(PDS)定量刻画出了链路可靠性与频道、时间的关系.通过在钢铁厂车间、学校实验工厂对2.4GHz的IEEE802.15.4模块进行测试及统计分析,发现数据丢包率服从logistic或log-logistic分布;在一个确定丢包率下,两次数据丢包之间的间隔服从lognormal分布.在此基础上,通过分析干扰链路可靠性的原因,提出了一种工业无线传感器网络链路可靠性模型,并基于此模型对IEEE802.15.4e的两种提案进行了评估和分析. 展开更多
关键词 无线传感器网络 链路可靠性 多频道模型 工业环境 ieee802.15.4
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IEEE802.15.4e标准的安全多跳时间同步协议设计 被引量：3
7
作者 杨伟 王沁 +1 位作者 万亚东 何杰 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2017年第3期175-181,194,共8页
IEEE802.15.4e是工业物联网中最新的MAC层标准,其采用时间同步技术实现高可靠、低功耗的无线网络。由于时间同步机制是工业无线网络中的核心支撑技术,因此其往往成为攻击者的首选攻击目标。针对IEEE802.15.4e标准的多跳时间同步协议存... IEEE802.15.4e是工业物联网中最新的MAC层标准,其采用时间同步技术实现高可靠、低功耗的无线网络。由于时间同步机制是工业无线网络中的核心支撑技术,因此其往往成为攻击者的首选攻击目标。针对IEEE802.15.4e标准的多跳时间同步协议存在安全性不足的问题,提出了一个多跳时间同步安全策略SMTSF。SMTSF安全策略主要采用基于异常的入侵检测算法、基于信任模型的多路径时间同步方法和加密与认证等关键技术,有效保障了节点之间安全地进行多跳时间同步。在基于入侵检测的算法中,边界路由器对节点的Rank值进行规则验证,可以有效检测出时间同步树攻击;同时设计了轻量级防火墙来抵御来自互联网的恶意主机攻击。在基于信任模型的多路径时间同步方法中,通过建立节点之间的信任模型来保障网络中节点可以找到一条安全多跳同步路径。仿真结果表明,SMTSF能有效检测时间同步树攻击并抵御捕获攻击。 展开更多
关键词 ieee802.15.4e 安全 时间同步 工业物联网
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一种适用于IEEE802.15.4(ZigBee)标准的2.4GHz CMOS射频收发机设计 被引量：4
8
作者 李迪 杨银堂 +1 位作者 石佐辰 柳扬 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期1021-1027,共7页
本文提出了一种适用于IEEE 802.15.4标准的2.4GHz免认证ISM频段的全集成CMOS射频收发机.接收机采用低中频结构以降低功耗、提高灵敏度,发射机则采用直接上变频结构以降低设计复杂度和功耗.芯片采用0.18μm 1P4M CMOS工艺以及MIM电容制造... 本文提出了一种适用于IEEE 802.15.4标准的2.4GHz免认证ISM频段的全集成CMOS射频收发机.接收机采用低中频结构以降低功耗、提高灵敏度,发射机则采用直接上变频结构以降低设计复杂度和功耗.芯片采用0.18μm 1P4M CMOS工艺以及MIM电容制造,供电电压1.8V.测试结果显示,在误包率为1%时,接收机灵敏度达到了-97d Bm,发射机输出至100Ω差分天线端口的最大输出功率为+3d Bm.接收模式和发射模式下的电流功耗分别为17m A和19m A,芯片面积3.3mm×2.8mm. 展开更多
关键词 CMOS集成电路 Zig BEE ieee802.15.4 射频收发机
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基于IEEE802.15.4的GTS调度算法优化 被引量：4
9
作者 谢琦 王磊 胡俊 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2011年第11期3642-3645,共4页
针对实时无线传感器网络(WSNs)系统对时延敏感的特点,对目前典型的IEEE802.15.4标准中保障时隙(GTS)调度算法进行了改进,提出一种基于时延优先级的GTS分配算法。根据网络微积分原理评估时延约束条件及GTS分配数目,按照优先级顺序响应GT... 针对实时无线传感器网络(WSNs)系统对时延敏感的特点,对目前典型的IEEE802.15.4标准中保障时隙(GTS)调度算法进行了改进,提出一种基于时延优先级的GTS分配算法。根据网络微积分原理评估时延约束条件及GTS分配数目,按照优先级顺序响应GTS请求,并动态调整GTS中的时隙数量,确保实时传输和带宽利用率。通过在OPNET平台上对该算法进行仿真实验,结果表明改进后的算法降低了时延,提高了传输效率。 展开更多
关键词 无线传感器网络 ieee802.15.4 保障时隙 时延优先级 网络仿真
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基于IEEE802.15.4a的无线测控网络协议 被引量：6
10
作者 侯维岩 杨傲雷 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2009年第16期101-103,106,共4页
为满足工业现场测控任务对网络通信实时性的要求,提出一种基于IEEE802.15.4a的无线测控网络协议,其中的令牌控制子层采用令牌机制管理各站点对无线信道的访问,克服了CSMA/CA机制无序竞争的缺陷,保证数据传输的时间确定性,介绍协议栈模... 为满足工业现场测控任务对网络通信实时性的要求,提出一种基于IEEE802.15.4a的无线测控网络协议,其中的令牌控制子层采用令牌机制管理各站点对无线信道的访问,克服了CSMA/CA机制无序竞争的缺陷,保证数据传输的时间确定性,介绍协议栈模型、逻辑令牌环动态建立过程以及令牌故障的自恢复机制,并在硬件平台NanoNET上加以实现。实验结果表明,该协议能够在强电磁干扰环境中稳定运行,具备实时特性。 展开更多
关键词 ieee802.15.4a标准 令牌 实时性 工业无线网络
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一种用于低功耗低成本的IEEE802.15.4接收器的新颖解调算法(英文) 被引量：1
11
作者 孟新 肖时茂 +3 位作者 于云丰 马成炎 叶甜春 殷明 《电子器件》 CAS 2008年第4期1256-1260,共5页
提出了一种基于低中频、适用于ISM2.4GHz频段ZigBee接收机的新型解调算法,满足IEEE802.15.4标准。作为数字相位解调,本算法采用相位差分、频率补偿和符号恢复,不用分别恢复出I路和Q路的码序列,而直接提取出相位斜率码,恢复出符号,从而... 提出了一种基于低中频、适用于ISM2.4GHz频段ZigBee接收机的新型解调算法,满足IEEE802.15.4标准。作为数字相位解调,本算法采用相位差分、频率补偿和符号恢复,不用分别恢复出I路和Q路的码序列,而直接提取出相位斜率码,恢复出符号,从而简化了解调结构、降低了功耗和成本。通过与零中频过零检测算法的比较,本算法具有更低复杂度,更好的误符号率和误包率,完全满足IEEE802.15.4/ZigBeeTM标准的要求。 展开更多
关键词 相位差分 频率补偿 符号恢复IEEE 802.15.4
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IEEE802.15.4a信道对UWB功率谱影响分析 被引量：2
12
作者 解武 曹家年 +1 位作者 刘世航 吕学龙 《深圳大学学报（理工版）》 EI CAS 北大核心 2010年第1期43-48,共6页
研究超宽带功率谱密度,从路径损耗模型、多路径模型和小尺度衰落模型方面分析IEEE802.15.4a工作组信道模型.采用直接序列脉冲(direct-sequence pulse-amplitude modulation,DSP-PAM)超宽带(ultra-wideband,UWB)系统的信道响应,仿真分析... 研究超宽带功率谱密度,从路径损耗模型、多路径模型和小尺度衰落模型方面分析IEEE802.15.4a工作组信道模型.采用直接序列脉冲(direct-sequence pulse-amplitude modulation,DSP-PAM)超宽带(ultra-wideband,UWB)系统的信道响应,仿真分析了8种信道对2～10 GHz超宽带系统功率谱分布情况.仿真结果表明,多路径信道对UWB功率谱影响不大,脉冲UWB具有抗多路径干扰能力强的特点. 展开更多
关键词 通信技术 超宽带 功率谱 IEEE 802.15.4a信道 多路径干扰 路径损耗
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基于IEEE802.15.4的Ad hoc网络路由协议研究 被引量：6
13
作者 陈聪 冯玉林 施惠昌 《微计算机信息》 北大核心 2006年第05X期124-126,共3页
Adhoc网络是一个自组织、动态拓扑变化的网络。由于具有低成本、低功耗的特点,基于IEEE802.15.4的Adhoc网络将得到广泛的应用。文章在分析AODV协议的基础上,提出了适合基于IEEE802.15.4的Adhoc网络的M-AODV协议。并在NS-2中对该协议作... Adhoc网络是一个自组织、动态拓扑变化的网络。由于具有低成本、低功耗的特点,基于IEEE802.15.4的Adhoc网络将得到广泛的应用。文章在分析AODV协议的基础上,提出了适合基于IEEE802.15.4的Adhoc网络的M-AODV协议。并在NS-2中对该协议作了仿真,在性能上和AODV协议作了比较。 展开更多
关键词 AODV协议 高密度 ieee802.15.4
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基于IEEE802.15.4的无线传感器网络的设计与实现 被引量：12
14
作者 田忠 宋铁成 +1 位作者 叶芝慧 沈连丰 《电子工程师》 2006年第7期25-27,29,共4页
利用基于IEEE 802.15.4的IP-Link1200模块,设计并实现了能够实时接入现有蜂窝网络的无线传感器网络的验证系统。该方案工作于900 MHz或1 800 MHz的GSM(全球移动通信系统)网络的SMS(短消息业务)平台,把从目标区域采集到的温湿度参数传送... 利用基于IEEE 802.15.4的IP-Link1200模块,设计并实现了能够实时接入现有蜂窝网络的无线传感器网络的验证系统。该方案工作于900 MHz或1 800 MHz的GSM(全球移动通信系统)网络的SMS(短消息业务)平台,把从目标区域采集到的温湿度参数传送给位于远程的任务管理中心。用户只需用普通的支持短消息的手机,向任务管理中心发送固定格式的短消息,就可以实时地获得任意一指定节点的温湿度参数。另外,也可以通过Internet打印历史报表。 展开更多
关键词 无线传感器网络 IEEE 802.15.4 ZIGBEE GSM
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IEEE802.15.4的CC2530无线数据收发设计 被引量：23
15
作者 李志方 钟洪声 《单片机与嵌入式系统应用》 2011年第7期43-45,共3页
基于TI公司的CC2530实现了IEEE 802.15.4(ZigBee)的无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)协议;在分析CSMA-CA算法的基础上,重点讨论了片内集成的命令选通/CSMA-CA处理器的工作机制,同时组建了一个小型星状网络。测试结果表明,... 基于TI公司的CC2530实现了IEEE 802.15.4(ZigBee)的无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)协议;在分析CSMA-CA算法的基础上,重点讨论了片内集成的命令选通/CSMA-CA处理器的工作机制,同时组建了一个小型星状网络。测试结果表明,在节点通信范围内,节点收发的成功率和正确率均达到了100%。 展开更多
关键词 无线传感器网络 IEEE 802.15.4 CC2530 CSMA—CA
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一种基于IEEE802.15.4无线智能化传感器网络实现探讨 被引量：1
16
作者 韩旭东 张春业 曹建海 《电子技术应用》 北大核心 2004年第7期40-43,共4页
介绍了IEEE802.15.4协议的特点、构件及体系结构、发展前景,分析了IEEE1451智能传感器模型,提出了一种基于IEEE802.15.4协议的无线智能传感器网络结构设计,并探讨了其实现。
关键词 ieee802.15.4 体系结构 IEEE1451 智能传感器 网络结构 TEDS
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基于MRF24J40的IEEE802.15.4无线收发电路设计 被引量：3
17
作者 黄智伟 何娜 《现代电子技术》 2008年第21期36-38,共3页
采用MRF24J40构成的IEEE802．15．4无线收发器电路，为IEEE802．5．15．4MAC和PHY物理层提供硬件层，支持MiWi”、ZigBee协议和其他协议，工作在2．405～2．48GHzISM频段，接收灵敏度为-91dBm，发射输出功率为＋0dBm，发射功率控制范围... 采用MRF24J40构成的IEEE802．15．4无线收发器电路，为IEEE802．5．15．4MAC和PHY物理层提供硬件层，支持MiWi”、ZigBee协议和其他协议，工作在2．405～2．48GHzISM频段，接收灵敏度为-91dBm，发射输出功率为＋0dBm，发射功率控制范围为38．75dB，电源电压范围为2．4～3．6V，睡眠模式电流消耗为2pA。采用4线式SPI与微控制器接口，适合家居自动化、工业自动化等低数据速率传输的应用。 展开更多
关键词 ieee802.15.4 MiWi^TM ZigBee无线收发器 PCB天线 MRF24J40
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基于IEEE802.15.4a标准的工业无线网络节点设计 被引量：2
18
作者 杨傲雷 侯维岩 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2009年第12期2834-2837,共4页
针对工业自动化领域对无线数据通信的需求以及国内基于切普扩频技术(CSS)的无线短程网络研究太少的现状,从实际应用角度出发,设计了一种基于IEEE802.15.4a标准的工业无线短程网络节点,给出了硬件设计电路图和软件流程图。在所设计的硬... 针对工业自动化领域对无线数据通信的需求以及国内基于切普扩频技术(CSS)的无线短程网络研究太少的现状,从实际应用角度出发,设计了一种基于IEEE802.15.4a标准的工业无线短程网络节点,给出了硬件设计电路图和软件流程图。在所设计的硬件平台基础上,采用CSMA/CA的介质访问控制策略进行组网通信测试,在强电磁干扰的环境中所设计的无线节点能够稳定运行,实时性能满足设计要求,可将该无线节点应用于实际的无线工业现场。 展开更多
关键词 ieee802.15.4a 切普扩频 实时性能 工业无线网络 带冲突避免的载波侦听多路访问
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面向IEEE802.15.4协议的跳频信道接入方法 被引量：1
19
作者 刘述钢 詹杰 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第3期434-438,共5页
IEEE802.15.4协议中2.4 GHz频段的信道极易受Wi-Fi等信号干扰,且其规定节点丢失信标帧数量超过a Max LostBeacons就判定为孤立节点,需要重新扫描信道进行重新同步,这必将导致较大吞吐量降低和时间消耗。本文分析IEEE802.15.4和IEEE802.1... IEEE802.15.4协议中2.4 GHz频段的信道极易受Wi-Fi等信号干扰,且其规定节点丢失信标帧数量超过a Max LostBeacons就判定为孤立节点,需要重新扫描信道进行重新同步,这必将导致较大吞吐量降低和时间消耗。本文分析IEEE802.15.4和IEEE802.11在2.4 GHz频段中信道重叠规律,提出一种利用信标帧的周期性作为跳频函数输入变量生成的跳频序列,以此快速选择未受干扰的信道,该方法不需增加信标帧负荷和开销,且简单易实现。Wi-Fi干扰源测试结果表明,平均吞吐量最低能提高约16%,平均传输延迟由25.86 ms降低到9.07 ms。 展开更多
关键词 ieee802.15.4 无线传感器网络 跳频 信道干扰 时间同步
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IEEE802.15.4无线传感器网络仿真与性能评估 被引量：2
20
作者 金东方 李绍文 王昆 《计算机与现代化》 2010年第4期118-121,共4页
IEEE802.15.4标准是为满足低速率、低能耗、低成本需求而制定的无线个人区域网(LR_WPAN)规范。通过用网络仿真软件NS2对基于IEEE802.15.4的无线传感器网络的主要性能指标进行分析,较为详实地论述了IEEE802.15.4MAC层基于时槽的CSMA/CA机... IEEE802.15.4标准是为满足低速率、低能耗、低成本需求而制定的无线个人区域网(LR_WPAN)规范。通过用网络仿真软件NS2对基于IEEE802.15.4的无线传感器网络的主要性能指标进行分析,较为详实地论述了IEEE802.15.4MAC层基于时槽的CSMA/CA机制,最后给出仿真环境及其结果,并进行度量分析和阐述各指标间的依赖关系。 展开更多
关键词 ieee802.15.4 时槽CSMA/CA 无线传感器网络 NS2仿真
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