[Project Name] Post-Mortem - 广东工业大学程良伦教授 ....pptVIP

Performance Evaluation of NS-2 Simulator for Wireless Sensor Networks用NS2模拟器对无线传感器网络进行性能评估;摘要;1 引言;2.性能评估概述;量化这些问题，我们使用一些标准来反映模拟网络的性能和效率，然后通过仿真结果来评估该仿真器。标准包括： 总的信息包括方针时间和生成的trace文件的大小， 数据传输延迟， 传输跳数， 传输的数据包量 弃包量 网络效能 网络利用率。;3. 仿真;B. 仿真场景 为了对WSN进行NS-2中的仿真，我们建立了若干个场景，主要参数包括传感器节点的数量、拓扑、能力管理模型以及通信模型。以下为我们考虑的四个场景： 随机布置传感器节点。 有规则地布置传感器节点（布置在网格拓扑中）。 高能量传感器节点。 低感知频率。 在每个仿真中，都有一个现象节点，N传感器节点和一个数据收集节点（数据接收器）。 在我们的仿真中，我们选择AODV进行仿真。能量管理是影响WSN的另一个主要因素。总之，NS-2执行一个简单的能量模型，在该模型中，接收和发送数据、监听通信信道和空闲的能耗都标准化了的。;4.仿真结果分析;运行时间的增加远远超过了节点数量的增加，特别是在数量大于80以后。结果表明更多节点的网络比较少节点的网络要复杂很多，NS-2不能处理过多节点数量的情况。但是我们应该注意到在现实网络中，400并不算一个很大的数量。 B. 平均传输延迟 传输延迟指一个数据包从源节点发送到目标节点的时间。从仿真结果可以看出，节点数量增加，在数量小于等于40时平均传输时间也逐渐增加，然后就快速增加。这是因为节点增多时，数据需要更多的跳数来传递到接收节点，或是存储在路由路径的一些内部节点。 C. 传输跳数 图2所示为不同传感器节点数量下的传输跳数数量。在任何结构中，最小跳数都是1。可以看出，节点越多，在最长路由中的跳数就越多。不过结果还显示，当超过100个传感器节点时，最大跳数和平均跳数都减少了。看似网络有一个更好的性能了，其实在密集的网络中有大量数据冲突发生，这样使得更少的数据包有机会到达接受节点。;D. 传感器节点发送的数据包 随着节点数量的增加，监测到的数据迅速增加，也增大了网络中传输的总的数据包。节点的数据包平均数量和最小数量都会增加，只有数据包最大数量有一定程度减小。这是因为在一个浓密的网络中，在开始运行阶段节点会发送大量数据包，然后就会进入低能量的状态，还会临时禁止参与数据传输，这就使得每个节点在整个周期中发送很少的数据包。在高能量仿真中，传输数据的总量会明显大于其他情况，这证明在更多能量的情况下，传感器节点可以工作更长的时间，暂停工作的可能性也更小。;E. 总的传输和丢弃的数据 网络中数据传输随着节点数的增加而快速增加。丢弃的数据也一样。当数量小于60时，丢弃的数据只占到传输的数据的一小部分。但是在节点数超过40后，由于大量数据冲突发生，丢弃包也会快速增加，甚至比真正发送的数量还多（表一）。;F. 网络效率 网络效率指sink节点接收到的有效数据和环境数据的比率。比率越高表示sink节点获得的有用的数据更多。 在图3中，我们可以看出传感器节点越多的网络有更好的覆盖性。60个节点时，覆盖性达到最好的状态，可以获得最多的环境数据。不过在这之后，网络效率开始由于大量冲突和丢弃包而降低。而且，能量的快速消耗会使得一些节点不能提供服务，必须生成备用的路由。 G. 网络利用率 网络利用率指数据sink接收有效数据的有效时期。图4中，我们可以看出，档节点数量大于等于80时，sink节点接收数据的最早时间增大，而接收数据的最晚时间变小。这也是因为数据冲突和能量消耗。这个发现意味着在节点数量很大时，sink节点可以接收有用数据的实际工作时间缩短，降低了网络利用率。;;;5. NS-2必需的改进;B.支持传感器网络 如上所述，原始的NS-2不能很好地支持传感器网络仿真。NS-2中一些预定义要求在实际传感器网络中是不可行的。只有采用NRL Sensorsim的扩展我们才能完成仿真。有很多为WSN仿真开发的新工具和环境的研究成果，如TOSSIM、EmStar、TOSSF和J-Sim。其中大部分都对建造更好的仿真环境有重要作用。 C.应用支持 在传感器网络仿真中，应用应该以一个合适的方式来模拟。因此，一个仿真环境应该提供不通的模型来满足多变的目标。虽然Senersim提供了一些不同类型的环境节点，但它们都只是一些符号，并没有任何针对特定环境的内部运行机制和特性。;D.效率 基于之前的仿真，我们发现在很多方面传感器网络的性能都随传感器节点的增加而迅速降低。不过，一些WSN的场景在数千个节点时仍然工作良好。这意味着NS-2不能很好地反映真实世界。需要改进内部网络运行机制、路由算