17、无线传感器网络中基于低能耗路由的端到端延迟分析

无线传感器网络中基于低能耗路由的端到端延迟分析

1. 引言

当下，人们的虚拟生活面临着缺乏绿色环境和良好健康状况的问题。无线传感器网络（WSNs）的新兴发展应用对于部署和监测我们的物理世界，如灾难、农业和医疗保健等方面至关重要。然而，WSNs面临着能源耗尽以及端到端数据通信可靠性因延迟而受影响等挑战。

为了解决这些问题，我们对IEEE 802.15.4 MAC协议进行分析，改变其路由方向。同时，考虑采用带有冗余基数编号系统（RRBNs）的CSMA/CA MAC协议，并结合低能耗路由（LER）方案，应用于多跳网络中。通过研究不同负载条件下网络的性能，如延迟、能耗和通信链路可靠性，我们基于马尔可夫链模型确定网络方程，并通过RRBNs通信系统传输数据，以找到不同负载分布下WSNs的关键解决方案。

2. 相关工作

• 与传统基于ZigBee的WSNs相比，HTNs的数学模型表现更优。
• 高保真分析模型采用了监听和数据包编码技术，并结合最短路径算法来评估通信延迟。
• 针对含睡眠节点的无线传感器网络，有基于离散时间马尔可夫链（DTMC）和定点近似方法的分析模型，可推导数据传输延迟和能耗方程。
• 利用无线传感器网络进行作物叶面积指数的远程观测，并与MODIS数据进行验证，实现了低成本和低能耗的数据采集。
• 通过二维马尔可夫表示的分析模型研究WSNs在活动和睡眠模式下的链路和节点故障问题，并给出比较解决方案。
• 提出了可重构定向天线（RDA）协议，以减少无线传感器网络中的数据包丢失。
• 提出了延迟保证路由和MAC（DGRAM）协议，