23、无线传感器网络基于优先级的介质访问QoS策略

无线传感器网络基于优先级的介质访问QoS策略

在无线传感器网络（WSNs）中，由于链路不可靠和时变的信道条件，服务质量（QoS）是一个具有挑战性的问题。许多已有的QoS支持机制，如IntServ和DiffServ，由于节点在计算能力、内存和带宽方面的严重资源限制，很难应用于WSNs。因此，提出的QoS策略应尽可能简单，同时满足目标应用的要求。

1. QoS策略

1.1 拓扑感知策略

典型的WSNs由两种类型的节点组成：少数能量约束小的强大节点构成骨干网，为许多更小且资源受限的设备服务。骨干节点和较小的节点共享介质，因此会竞争介质访问权。为了提高整体网络性能，应采用机制优先骨干节点的介质访问。通过为骨干节点分配高优先级，可以减少这些节点的介质访问延迟并提高传输率，因为高访问优先级的节点数量很少。此外，该策略使骨干节点能够控制介质访问，从而改善对数据聚合机制的支持。

1.2 网络感知策略

WSNs的自组织能力使其成为监控任务的有吸引力的解决方案，因为节点可以随机放置在难以访问的区域。在某些情况下，由于介质的共享特性，节点无法更换或移除。此外，不对称链路或网络分区可能使节点的重新编程或远程关闭变得不可能，这会限制后来部署在同一无线电信道上的网络的性能。采用网络ID的基于优先级的介质访问策略可以缓解共存网络的问题。网络ID可用于表示WSNs的介质访问优先级：ID越高，访问优先级越高，反之亦然。

1.3 流量感知策略

越来越多的传感器网络同时执行不同的任务。如果这些任务具有不同的优先级，则MAC协议需要具备流量感知能力。例如，在一个WSN中，结构健康监测应用的应力和应变测量具有高QoS要求，而温度测