基于網(wǎng)絡(luò)演算的簇樹型WSN性能研究.pdf

1、簇樹型WSN拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)已經(jīng)應(yīng)用于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的IEEE802.15.4/ZigBee協(xié)議中，但目前國內(nèi)外對簇樹型WSN的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)性能評價(jià)主要是通過仿真或?qū)嶒?yàn)平臺來完成，尚缺乏一種有效的理論分析模型。本文針對這一問題展開研究，建立了一個(gè)用于對該類網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行性能分析的網(wǎng)絡(luò)演算模型，并利用確定性網(wǎng)絡(luò)演算理論推導(dǎo)了最差情況下的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)性能，為簇樹型WSN的設(shè)計(jì)和性能評價(jià)提供了一種定量計(jì)算方法。主要工作體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
　　 (1)構(gòu)

2、建了研究簇樹型WSN在最差情況下的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)性能的一般性演算模型，包括:網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及其數(shù)學(xué)描述、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)業(yè)務(wù)流及服務(wù)能力描述和網(wǎng)絡(luò)層的時(shí)分簇調(diào)度策略描述。該模型并不局限于某種特定協(xié)議，如ZigBee協(xié)議。
　　 (2)推導(dǎo)了簇樹型WSN演算模型中任意深度處節(jié)點(diǎn)的聚合輸入流到達(dá)曲線和輸出邊界的一般性表達(dá)式。
　　 (3)推導(dǎo)了簇樹型WSN演算模型中任意深度處節(jié)點(diǎn)在最差情況下的隊(duì)列緩存長度、有效帶寬，數(shù)據(jù)流單跳延遲上界及網(wǎng)絡(luò)

3、端到端延遲上界四個(gè)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)性能評價(jià)指標(biāo)的一般性表達(dá)式。
　　 (4)針對一個(gè)應(yīng)用ZigBee協(xié)議的簇樹型WSN實(shí)例，使用本文建立的模型和性能分析方法進(jìn)行了計(jì)算，得到一組最差情況下的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)性能理論值;同時(shí)，利用TOSSIM仿真工具對該簇樹型WSN進(jìn)行了系列仿真實(shí)驗(yàn)，得到一組對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)性能實(shí)驗(yàn)值。通過對理論值與實(shí)驗(yàn)值比較分析，評估了該簇樹型WSN演算模型和性能分析方法的實(shí)用性和有效性。
　　 仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:該簇樹型