36、无线传感器网络性能建模与路由算法研究

无线传感器网络性能建模与路由算法研究

1. 网络物理特征对性能的影响

网络的物理特征，如拓扑结构的规模、密度和尺度，对无线传感器网络（WSN）的性能有着显著影响。规模大小会极大地影响网络中发送的数据包数量；密度会影响信道争用情况，而尺度则会影响网络中的跳数，进而对网络的延迟、可靠性和能源效率产生重大影响。

仅取整个网络的平均密度和尺度，虽能对网络拓扑有一定了解，但无法呈现完整的网络状况。例如，某些常见场景就不能仅通过节点平均值来描述，此时标准差对于确定这些特征就显得尤为重要。通过让每个节点将其邻居列表发送到一个集中点，就可以轻松获得由这些特征组成的网络分类。

信道质量对每条链路的数据包接收率（PRR）至关重要。提高网络中平均信道质量会显著提高PRR，从而影响评估指标。然而，仅计算一个节点所有链路的信道质量平均值，可能无法完全代表网络中实际使用的信道质量，也就不能充分反映网络性能。当一个节点有许多“边缘”邻居，但没有一个被选择用于通信时，就会出现这种情况。为了更准确地描述使用的信道，可以同时考虑每个节点可用的最佳质量信道。评估信道质量的测量方法有很多，如LQI和RSSI，使用与WSN通信相关的CC2420芯片组就可以进行这些测量。

2. 实验测试

为了验证所提出的系统，并确定物理特征是否适合用于建模网络响应，进行了一系列实验。实验的目的是为多种不同的通信解决方案构建网络响应模型提供数据，目标是为比较这些通信解决方案提供一种简便的形式。

实验中，通过四个评估指标来衡量网络响应：可靠性、延迟、效率和稳定性。可靠性是指发送的数据包在根节点的接收百分比；延迟是网络中每个节点的平均值，即一个数据包从某个节点发出到到达根节点的平均