基于队列理论CSMA/CA机制的无线传感器异构机制OSTS的实时性分析

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网络的应用几乎涉及到现实生活的方方面面;但是关于这个标准的CSMA/CA机制大部分都是基于均匀、饱和的传感器网络应用。文中针对非饱和、带缓存的无线传感器异构网络,提出了一种新的异构的CSMA/CA机制OSTS。该机制采用2个马尔可夫链来分别表示异构节点访问信道的过程、一个宏观马尔可夫链来表达信道状态转移,且结合M/G/1/K队列理论分析数据包传送的实时性能,并相应地改进系统的实时性。文中最大的特点是两组非均匀节点被赋予了公平的机会访问信道,而不存在优先权的问题。此外,详细分析了这种机制的数据包传送时间,包括数据包到达率、包大小、节点数量、缓存大小等参数对系统实时性的影响;这些分析结果与我们采用NS-2工具仿真的结果十分吻合。

两种异构CSMA/CA机制OSTS/BSTS无线传感网络公平性、实时性分析比较

IEEE802.15.4作为一种专为低速率无线个人区域网络(WPAN)而设计的低成本、低功耗、低速率的短距离无线通信新标准,为无线传感器网络提供了一种很好的解决方案。本文针对异构、非饱和无线网络,提出了两种新的CS-MA/CA机制:OSTS/BSTS机制;异构节点数据到达率不同,其各自获取的吞吐量不同,由此分析获得异构网络节点的公平性。OSTS/BSTS机制最大的特点是异构节点被赋予了公平的机会来访问信道,不存在优先权等级的问题。这两种机制采用两个半马尔可夫链模型来分别表达两组节点的访问过程,一个宏观马尔可夫链模型来表达信道状态转换过程,结合队列理论模型来分析异构节点的延时量、吞吐量、传输概率等特性,以获取网络实时性、公平性理论模型,并采用NS-2仿真工具对分析结果进行了仿真。

无线传感器网络DCF改进模型建模分析

针对无线网络的IEEE802.11的DCF机制,文章构建一种基于冲突概率p的分析模型,该模型综合考虑了无线网络中的节点数、网络负载及退避算法中的退避阶数及重传次数等影响因素,利用M/G/1/K队列模拟无线网络终端的饱和与非饱和状态,采用二维Markov对无线网络系统建模,由该模型得到网络系统的归一化吞吐量,并分析不同的数据包到达率对网络性能的影响,为预测和优化系统的性能提供理论依据。