43、无线传感器网络性能分析与隐藏关联发现

无线传感器网络性能分析与隐藏关联发现

无线传感器网络簇头性能分析

随着无线传感器网络（WSN）的广泛应用，其性能分析变得至关重要。在有界队列的簇状 WSN 中，簇头（CH）的性能对整个网络的运行起着关键作用。

研究表明，当队列长度趋于无穷大时，阻塞概率趋近于零。对于实际的 WSN 系统，由于其缓冲区长度有限，从相关图表中可以为不同应用推荐合适的缓冲区大小。为了使系统性能最大化，系统利用率应保持在 0.1 到 0.9 之间，这低于系统稳定所需的最大可能值 0.998。

以下是不同应用类别推荐的缓冲区大小：
| 应用类别 | 应用类型 | 缓冲区大小 |
| — | — | — |
| 低数据密集型 | 智能农业 | 10 - 30 |
| 中等数据密集型 | 体域网（BANs） | 30 - 50 |
| 数据密集型 | 火山喷发、森林野火监测 | 50 - 100 |
| 高数据密集型 | 视频与数据，如智能交通系统 | 100 - 500 |
| 超高数据密集型 | 实时多媒体应用 | 500 |

通过使用 M/M/1/L 开放排队网络对簇头进行建模，并采用谱展开解技术推导其稳态概率，这是首次对有界队列下的簇状 WSN 进行集成性能和可用性度量的建模与分析。

数值结果与模拟运行结果对比显示，两者的差异在 2% 以内，这清楚地表明了有界 CH 队列的影响，并证实了无线网路性能建模的重要性。有限队列限制了簇头在任何给定时间可接受的数据分组，当队列满时会导致数据包丢失。所需缓冲区容量的变化取决于应用，数据密集型（多媒体）应用需要更多的存储空间。

下面是一个简单的流