11、无线传感器网络：路由协议与跨层解决方案

无线传感器网络：路由协议与跨层解决方案

1. 引言

无线传感器网络（WSNs）通常采用分层协议架构，但有一种跨层协议取代了这种架构，其设计理念是“完全统一的跨层设计”。在这种方法中，不同通信层的数据和功能被整合到一个单一协议中，通过主动决策、基于接收的竞争、本地拥塞管理和分布式占空比操作来实现。

研究人员一直在寻求通过通信网络更高效地传输数据和语音的方法，致力于开发更高效的系统。在本研究项目的通信网络设计框架内，节点之间采用了分叉数据包通信。当使用非均匀批量数据包流模型时，大量数据包会进入网络。假设进入第一个缓冲区的每个数据和语音数据包都能成功穿越第一个节点与第二、三个缓冲区之间的间隙。这种网络架构适用于多种通信渠道，包括无线电和卫星。

所有传入消息被拆分成可变数量的数据包并存储在缓冲区中，直到发送时间。一些网络非常注重消息的及时传输。数据包到达缓冲区的过程可以用非均匀复合泊松过程来描述。然而，学术界在文献综述中对包含非均匀复合泊松批量到达和动态带宽分配的并行和串行通信网络关注较少。在非均匀泊松过程中，没有固定的到达率，复合泊松过程就是这种非均匀泊松过程的一种体现。

在本研究中，研究人员开发并分析了一个由三个节点组成的通信网络模型，该模型具有非均匀泊松复合批量到达和动态带宽分配的特点。这个模型能够很好地预测网络性能指标，并监控具有城域网（MAN）、广域网（WAN）和局域网（LAN）的站点的流量，这些站点的流量通常是突发且不稳定的。网络性能指标包括平均缓冲区延迟、发射机吞吐量、节点利用率以及每个缓冲区平均存储的数据包数量。通过数值示例可以评估通信网络的有效性，使用一致的批量大小分布可以研究模型输入参数变化对性能指标的敏感性，而当批量大小呈二项分布时，可以研究网络