基于队列理论CSMA/CA机制的无线传感器异构机制

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摘要:自从IEEE 802.15.4标准发布以来,基于低功耗、低速率传输的无线传感器无线传感器假设信标指数为4,所以每个包都式(8)表示任何一个节点都没有An=αn+(1-αn)βn

    从上面的分析中,看到这些概率实际上都是与信道的操作点α,β,τn有关,且这些操作点参数决定了数据包的访问时间度量,其中α表示节点在CCA1后发现信道忙的概率;β表示节点在CCA2都发现信道忙的概率;τ表示节点侦听信道的概率。**部分会详细分析这个操作点以获取访问时间性

   

3 仿真验证

    通过NS-2仿真软件来验证数据包的实时性随着节点数的增加,数据包的平均delay增加;随着非均匀度的增加,delay会增加;随着队列长度的增加,delay会增加;在R=1时,也就是两种节点的数据包到达率相同,总的数据包数λ1N1+λ2N2在不同的节点组成情况下相等,所有的delay值相同,并且delay达到*大值。从图中看出,仿真结果与分析结果是基本误差在3.251%~8.562%范围内,这个误差是可以允许的。

    分析了在R=1的特殊情况下,也就是系统节点为均匀分布时的delay性能,如图4所示。随着数据包到达率的增加,队列长度小的情况如K=1,delay会缓慢增加;对于队列长度大的情况,delay增加比较剧烈;队列长度为6时,delav在λ=0.756时达到*大值。

4 结论

    文中采用了两个半马尔可夫链和一个宏观马尔可夫链模型描述了IEEE 802.15.4标准中一种新的CSMA/CA非均匀机制OSTS,并分析提高了网络实时性能。在有限节点数和理想信道的情况下,分析了该机制在非均匀的数据包到达率和非饱和条件下各个数据包访问信道的时间性能,并且通过NS-2仿真验证了分析结果,发现文中的分析与仿真的结果是很吻合的。文中*大的特点是,数据包之间没有优先权的限制,所有包都有相同的机会访问信道,无论是同一种节点还是不同种节点之间,这是与先前分析非均匀网络等中性能仅是各个节点性能的简单代数相加*大的区别。分析了两种节点在相同的数据包到达率条件下的实时性能,发现其访问时间随着到达率的增加急剧增加。

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