基于ZigBee協(xié)議的無線傳感器網(wǎng)絡服務質(zhì)量的研究
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3．2 無線傳感器網(wǎng)絡的QoS特點
目前無線傳感器網(wǎng)絡QoS的特點：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)適應網(wǎng)絡的動態(tài)性及延展性；5)適應多種網(wǎng)絡流量類型。
這是由于傳感器節(jié)點無法更換或補充能量，因此節(jié)點自身能源是最重要的限制條件。由此傳感器節(jié)點只能支持比較簡單易用的QoS機制。應用中大量的傳感器節(jié)點產(chǎn)生的數(shù)據(jù)只由少量的匯聚節(jié)點來處理。由于業(yè)務要求的不同，不同時候的網(wǎng)絡流量可能相差很大。QoS機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)絡中，大量的傳感器節(jié)點監(jiān)測同一個目標，可能會在網(wǎng)絡中傳輸大量的冗余數(shù)據(jù)，造成網(wǎng)絡擁塞。QoS機制能減少由此導致的延遲。傳感器節(jié)點狀態(tài)變化、移動或失效，無線通信鏈路不穩(wěn)定以及新節(jié)點的加入都可能導致網(wǎng)絡拓撲變化。
4 基于ZigBee協(xié)議的WSN服務質(zhì)量評價機制
目前，對無線傳感器網(wǎng)絡QoS機制的研究成果較少，如何最大化網(wǎng)絡資源利用率、降低節(jié)點功耗、在節(jié)點失效(如能量耗盡)或狀態(tài)轉換時，仍然能夠滿足網(wǎng)絡應用的服務質(zhì)量請求是特別值得關注的問題。ZigBee協(xié)議符合無線傳感網(wǎng)絡所需的全部特征，但其標準還不夠完善，實現(xiàn)的成本還較高。結合ZigBee協(xié)議的組成、通信特點和無線傳感器網(wǎng)絡的QoS特點，比對傳統(tǒng)網(wǎng)絡的QoS。分析認為研究ZigBee協(xié)議的WSN服務質(zhì)量評價機制主要是圍繞數(shù)據(jù)監(jiān)測與傳輸?shù)目煽啃?、實時性、包投遞率、網(wǎng)絡有效性以及特殊應用服務質(zhì)量等幾個方面考慮進行的。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評價機制。
1)吞吐量：指一項服務從網(wǎng)絡入口到出口的平均經(jīng)過時間。就是網(wǎng)絡的有效帶寬，定義為物理鏈路的比特率減去各種傳播技術帶來的額外開銷，即每秒鐘傳輸?shù)挠脩魯?shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)，它是在某個時間間隔內(nèi)測試得到的，每個傳輸方向由各自的吞吐量分別衡量。
2)丟包率：用于測量丟失或錯亂信息分組數(shù)占整個發(fā)送信息分組數(shù)的百分比。
3)延遲：指一項服務從網(wǎng)絡入口到出口的平均經(jīng)過時間，包括傳輸延遲和交換延遲。傳輸時延遲是數(shù)據(jù)在兩個參考結點之間傳播所經(jīng)歷的時間，與所使用的傳輸媒體和傳輸距離有關；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，可變部分叫排隊延遲，由網(wǎng)絡中的排隊隊列和服務方式?jīng)Q定。
4)延遲抖動：同一條數(shù)據(jù)流中信息分組的傳輸延遲的差異。抖動主要是由于業(yè)務流中相繼分組的排隊等候時間不同引起的，是對服務質(zhì)量影響最大的一個問題5)擁塞：當網(wǎng)絡在傳輸過程中存在過多的數(shù)據(jù)包時，網(wǎng)絡的性能就會下降，這種現(xiàn)象稱為擁塞。
我們可以結合在無線傳感器網(wǎng)絡中QoS度量，來選用以下幾個參數(shù)作為評價機制的考量：
1)帶寬及帶寬分配率。針對不同業(yè)務的需要，使用不同的QoS策略分配。
2)網(wǎng)絡延遲。通常等于分級處理延遲、排隊延遲、傳輸延遲、處理延遲，延遲其有很大的不確定性。隨著網(wǎng)絡的各個傳感器節(jié)點的不同。網(wǎng)絡部署環(huán)境的不同而改變。
3)網(wǎng)絡有效性。整個網(wǎng)絡采取何種路由算法，才能使整個網(wǎng)絡生命周期最大化。
4)分組丟失率。在一定時間間隔內(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)絡中，某些特殊業(yè)務要求極低的分組丟失率。
5)延遲抖動。分組的第1位數(shù)據(jù)離開傳感器節(jié)點與分組的最后一位到達匯聚節(jié)點的時間間隔的變化。
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)絡中，誤碼率還與通信鏈路相鄰節(jié)點之間的距離和節(jié)點的有效緩沖大小密切相關。
5 結束語
目前無線傳感器網(wǎng)絡的服務質(zhì)量的評價機制，仍在研究階段。本文結合無線傳感器網(wǎng)絡及ZigBee協(xié)議的組成、通信特點，比對傳統(tǒng)網(wǎng)絡的QoS評價機制，分析研究適用于基于ZigBee協(xié)議的無線傳感器網(wǎng)絡的QoS的評價機制。具體的算法仍在試驗中，希望本文能為無線傳感器網(wǎng)絡的QoS評價機制研究提供幫助。本文引用地址：http://www.bjwjmy.cn/article/153615.htm
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