基于网络微积分的WSNs属性界限研究.pdf

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1、34传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2012年第3l卷第10期基于网络微积分的WSNs属性界限研究李翠，巨永锋(1．长安大学电子与控制工程学院，陕西西安710064；2．江西赣粤高速公路股份有限公司，江西南昌330025)摘要：研究表明：传统的无线传感器网络(WSNs)属性界限过于宽松。为此，基于网络微积分，改进了流经节点的数据流输出函数上界，并推导出更精确的WSNs属性界限，包括节点延迟上界、节点缓冲区容量下界以及节点服务速率下界等。数值分析结果表明：网络跳数越多、节点梯度越小，则传统属性界限与属性界限差异越大。

2、这说明网络规模越大，按属性界限进行网络配置能节约更多资源。关键词：无线传感器网络；网络微积分；延迟上界；缓冲区容量；服务速率中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1000-9787(2012)10-0034-04ResearchonpropertyboundsofWSNsbasedonnetworkcalculusLICui一，JUYong．feng(1．SchoolofElectronicandControlEngineering，Chang’anUniversity，Xi’an710064，China；2．JiangxiGanyueExpresswayCoLt

3、d，Nanchang330025，China)Abstract：Researchshowsthattraditionalpropertyboundsofwirelesssensornetworks(WSNs)aretooloose．Basedonnetworkcalculus，outputboundofdataflowtraversingnodeisimproved，andmoreaccuratepropertyboundsofWSNsisderived，includingnodetransferdelayupperbound，nodebufferingrequireme

4、ntslowerboundandnodeserviceratelowerbound．Numericalanalysisresultsillustratethatthemorenetworkhopsnumbersandthesmallernodedepthare，thebiggerdifferencebetweentraditionalpropertyboundsandthispaper’Sprope~yboundsis．Itmeansthatthelargernetworkscaleis，themoreresourcescanbesavedinWSNsconfigurat

5、ionaccordingtothispaper’Spropertybounds．Keywords：wirelesssensornetworks(WSNs)；networkcalculus；delayupperbound；buffercapacity；servicerate0引言行网络配置～。文献[6]结合链路吞吐量模型对无线自由于无线传感器节点的通信半径有限，不能覆盖整个组网的端到端延迟上界进行了研究，但其结论仅适用于只网络，数据通常需要经过多跳转发才能抵达基站。这使在源节点有输入数据流的串联节点系统。文献[7]利用网得WSNs的属性界限变得复杂。WSNs属性界限包括数据

6、络微积分建立了一个通用分析模式，用于求解WSNs属性传输端到端延迟上界、节点缓冲区容量下界以及节点服务界限。该文献最大的贡献在于得出父节点到达曲线为各子速率(即通信带宽)下界等。这些属性界限是配置WSNs相节点到达曲线的函数这一结论。文献[8]将文献[7]的分关功能参数(比如：节点分布密度、通信半径、缓冲区大小析模式分别拓展到不同拓扑条件下的网络，如不确定性拓以及通信带宽等)的重要依据和提高网络服务质量的重要扑、多汇聚点拓扑以及树状路由拓扑等。文献[9]面向前内容。馈(feed—forward)网络，对流经同一节点不同数据流的服务目前，关于WSNs属性界限方面的研究主要有

7、2个研曲线进行区别化分配，以求解更精确的延迟上界。究方向：一个侧重于路由算法的设计，研究如何减小网基于网络微积分，本文修正了流经节点的数据流络时延，并寻找统计学意义上的时延界限；另一个则侧重于输出上界，推导出更精确的WSNs属性界限，并通过数值分利用网络微积分计算WSNs属性界限，并根据计算结果进析对属性界限进行比较．．收稿日期：2012-08-20第10期李翠，等：基于网络微积分的WSNs属性界限研究351网络微积分相关概念定理4假设系统S和s提供的服务曲线分别为网络微积分基于最小加代数理论，是一种新的可用于卢和，系统S和系