基于ZigBee協(xié)議的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的研究
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3．2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的QoS特點(diǎn)
目前無線傳感器網(wǎng)絡(luò)QoS的特點(diǎn)：1)簡單易用；2)調(diào)節(jié)不均衡流量；3)處理冗余數(shù)據(jù)；4)適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)性及延展性；5)適應(yīng)多種網(wǎng)絡(luò)流量類型。
這是由于傳感器節(jié)點(diǎn)無法更換或補(bǔ)充能量，因此節(jié)點(diǎn)自身能源是最重要的限制條件。由此傳感器節(jié)點(diǎn)只能支持比較簡單易用的QoS機(jī)制。應(yīng)用中大量的傳感器節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)只由少量的匯聚節(jié)點(diǎn)來處理。由于業(yè)務(wù)要求的不同，不同時(shí)候的網(wǎng)絡(luò)流量可能相差很大。QoS機(jī)制能選擇合適的路由來調(diào)節(jié)不均衡流量。在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，大量的傳感器節(jié)點(diǎn)監(jiān)測同一個(gè)目標(biāo)，可能會(huì)在網(wǎng)絡(luò)中傳輸大量的冗余數(shù)據(jù)，造成網(wǎng)絡(luò)擁塞。QoS機(jī)制能減少由此導(dǎo)致的延遲。傳感器節(jié)點(diǎn)狀態(tài)變化、移動(dòng)或失效，無線通信鏈路不穩(wěn)定以及新節(jié)點(diǎn)的加入都可能導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥兓?br />
4 基于ZigBee協(xié)議的WSN服務(wù)質(zhì)量評價(jià)機(jī)制
目前，對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)QoS機(jī)制的研究成果較少，如何最大化網(wǎng)絡(luò)資源利用率、降低節(jié)點(diǎn)功耗、在節(jié)點(diǎn)失效(如能量耗盡)或狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)，仍然能夠滿足網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的服務(wù)質(zhì)量請求是特別值得關(guān)注的問題。ZigBee協(xié)議符合無線傳感網(wǎng)絡(luò)所需的全部特征，但其標(biāo)準(zhǔn)還不夠完善，實(shí)現(xiàn)的成本還較高。結(jié)合ZigBee協(xié)議的組成、通信特點(diǎn)和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的QoS特點(diǎn)，比對傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的QoS。分析認(rèn)為研究ZigBee協(xié)議的WSN服務(wù)質(zhì)量評價(jià)機(jī)制主要是圍繞數(shù)據(jù)監(jiān)測與傳輸?shù)目煽啃?、?shí)時(shí)性、包投遞率、網(wǎng)絡(luò)有效性以及特殊應(yīng)用服務(wù)質(zhì)量等幾個(gè)方面考慮進(jìn)行的。所以可以從吞吐量、丟包率、延遲、流量擁塞等方面研究適用于ZigBee協(xié)議Qos評價(jià)機(jī)制。
1)吞吐量：指一項(xiàng)服務(wù)從網(wǎng)絡(luò)入口到出口的平均經(jīng)過時(shí)間。就是網(wǎng)絡(luò)的有效帶寬，定義為物理鏈路的比特率減去各種傳播技術(shù)帶來的額外開銷，即每秒鐘傳輸?shù)挠脩魯?shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)，它是在某個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)測試得到的，每個(gè)傳輸方向由各自的吞吐量分別衡量。
2)丟包率：用于測量丟失或錯(cuò)亂信息分組數(shù)占整個(gè)發(fā)送信息分組數(shù)的百分比。
3)延遲：指一項(xiàng)服務(wù)從網(wǎng)絡(luò)入口到出口的平均經(jīng)過時(shí)間，包括傳輸延遲和交換延遲。傳輸時(shí)延遲是數(shù)據(jù)在兩個(gè)參考結(jié)點(diǎn)之間傳播所經(jīng)歷的時(shí)間，與所使用的傳輸媒體和傳輸距離有關(guān)；交換延遲由固定部分和可變部分組成，固定部分叫固定交換延遲，可變部分叫排隊(duì)延遲，由網(wǎng)絡(luò)中的排隊(duì)隊(duì)列和服務(wù)方式?jīng)Q定。
4)延遲抖動(dòng)：同一條數(shù)據(jù)流中信息分組的傳輸延遲的差異。抖動(dòng)主要是由于業(yè)務(wù)流中相繼分組的排隊(duì)等候時(shí)間不同引起的，是對服務(wù)質(zhì)量影響最大的一個(gè)問題5)擁塞：當(dāng)網(wǎng)絡(luò)在傳輸過程中存在過多的數(shù)據(jù)包時(shí)，網(wǎng)絡(luò)的性能就會(huì)下降，這種現(xiàn)象稱為擁塞。
我們可以結(jié)合在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中QoS度量，來選用以下幾個(gè)參數(shù)作為評價(jià)機(jī)制的考量：
1)帶寬及帶寬分配率。針對不同業(yè)務(wù)的需要，使用不同的QoS策略分配。
2)網(wǎng)絡(luò)延遲。通常等于分級處理延遲、排隊(duì)延遲、傳輸延遲、處理延遲，延遲其有很大的不確定性。隨著網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)的不同。網(wǎng)絡(luò)部署環(huán)境的不同而改變。
3)網(wǎng)絡(luò)有效性。整個(gè)網(wǎng)絡(luò)采取何種路由算法，才能使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)生命周期最大化。
4)分組丟失率。在一定時(shí)間間隔內(nèi)，等于丟失的分組與傳輸?shù)姆纸M數(shù)的比值。在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，某些特殊業(yè)務(wù)要求極低的分組丟失率。
5)延遲抖動(dòng)。分組的第1位數(shù)據(jù)離開傳感器節(jié)點(diǎn)與分組的最后一位到達(dá)匯聚節(jié)點(diǎn)的時(shí)間間隔的變化。
6)誤碼率。無線通信自身易造成較大的誤碼率。除此之外。在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，誤碼率還與通信鏈路相鄰節(jié)點(diǎn)之間的距離和節(jié)點(diǎn)的有效緩沖大小密切相關(guān)。
5 結(jié)束語
目前無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量的評價(jià)機(jī)制，仍在研究階段。本文結(jié)合無線傳感器網(wǎng)絡(luò)及ZigBee協(xié)議的組成、通信特點(diǎn)，比對傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的QoS評價(jià)機(jī)制，分析研究適用于基于ZigBee協(xié)議的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的QoS的評價(jià)機(jī)制。具體的算法仍在試驗(yàn)中，希望本文能為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的QoS評價(jià)機(jī)制研究提供幫助。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/153615.htm
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