基于網(wǎng)絡(luò)演算的簇樹型WSN性能研究.pdf

1、簇樹型WSN拓撲結(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)性能評價主要是通過仿真或?qū)嶒炂脚_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，建立了一個用于對該類網(wǎng)絡(luò)進行性能分析的網(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)計和性能評價提供了一種定量計算方法。主要工作體現(xiàn)在以下幾個方面:
　　 (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)拓撲結(jié)構(gòu)及其數(shù)學描述、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點業(yè)務(wù)流及服務(wù)能力描述和網(wǎng)絡(luò)層的時分簇調(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)點的聚合輸入流到達曲線和輸出邊界的一般性表達式。
　　 (3)推導(dǎo)了簇樹型WSN演算模型中任意深度處節(jié)點在最差情況下的隊列緩存長度、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網(wǎng)絡(luò)服務(wù)性能評價指標的一般性表達式。
　　 (4)針對一個應(yīng)用ZigBee協(xié)議的簇樹型WSN實例，使用本文建立的模型和性能分析方法進行了計算，得到一組最差情況下的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)性能理論值;同時，利用TOSSIM仿真工具對該簇樹型WSN進行了系列仿真實驗，得到一組對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)性能實驗值。通過對理論值與實驗值比較分析，評估了該簇樹型WSN演算模型和性能分析方法的實用性和有效性。
　　 仿真實驗結(jié)果表明:該簇樹型