基于隊(duì)列理論CSMA／CA機(jī)制的無(wú)線傳感器異構(gòu)機(jī)制

根據(jù)式(24)的分析，可以看到數(shù)據(jù)包的傳送時(shí)間度量(我們將所有的時(shí)間度量歸一化為backoff時(shí)間大小)與MAC參數(shù)、系統(tǒng)的操作點(diǎn)、數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度和緩存大小有關(guān)系。MAC的參數(shù)選取backoff計(jì)數(shù)器的初始值為m=5；backoff階段值為23；重傳計(jì)數(shù)器為r=3；數(shù)據(jù)包的長(zhǎng)度為L(zhǎng)=5個(gè)backoff大小。而每種情況的操作點(diǎn)可以根據(jù)式(18)～(20)用數(shù)學(xué)的迭代的方法計(jì)算出來(lái)。把這些參數(shù)應(yīng)用在實(shí)際的仿真環(huán)境中，得到了數(shù)
據(jù)包的平均傳送時(shí)間，如圖3所示。

取R=λ1／λ2，以其作為數(shù)據(jù)包訪問(wèn)時(shí)間的度量基準(zhǔn)，并把節(jié)點(diǎn)數(shù)目的比例作為度量系統(tǒng)非均勻度即非對(duì)稱度的度量，也就是說(shuō)，系統(tǒng)的最大非均勻度即最大非對(duì)稱度是兩種節(jié)點(diǎn)的數(shù)目相當(dāng)如N1=5，N2=5和N1=13，N2=12，而系統(tǒng)的最小非均勻度是兩種節(jié)點(diǎn)的數(shù)目相差最大如N1 =23，N2=2。從圖中得到：隨著節(jié)點(diǎn)數(shù)的增加，數(shù)據(jù)包的平均delay增加；隨著非均勻度的增加，delay會(huì)增加；隨著隊(duì)列長(zhǎng)度的增加，delay會(huì)增加；在R=1時(shí)，也就是兩種節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)包到達(dá)率相同，總的數(shù)據(jù)包數(shù)λ1N1+λ2N2在不同的節(jié)點(diǎn)組成情況下相等，所有的delay值相同，并且delay達(dá)到最大值。從圖中看出，仿真結(jié)果與分析結(jié)果是基本誤差在3．251％～8．562％范圍內(nèi)，這個(gè)誤差是可以允許的。

分析了在R=1的特殊情況下，也就是系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)為均勻分布時(shí)的delay性能，如圖4所示。隨著數(shù)據(jù)包到達(dá)率的增加，隊(duì)列長(zhǎng)度小的情況如K=1，delay會(huì)緩慢增加；對(duì)于隊(duì)列長(zhǎng)度大的情況，delay增加比較劇烈；隊(duì)列長(zhǎng)度為6時(shí)，delav在λ=0．756時(shí)達(dá)到最大值。

4 結(jié)論
文中采用了兩個(gè)半馬爾可夫鏈和一個(gè)宏觀馬爾可夫鏈模型描述了IEEE 802．15．4標(biāo)準(zhǔn)中一種新的CSMA／CA非均勻機(jī)制OSTS，并分析提高了網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)性能。在有限節(jié)點(diǎn)數(shù)和理想信道的情況下，分析了該機(jī)制在非均勻的數(shù)據(jù)包到達(dá)率和非飽和條件下各個(gè)數(shù)據(jù)包訪問(wèn)信道的時(shí)間性能，并且通過(guò)NS-2仿真驗(yàn)證了分析結(jié)果，發(fā)現(xiàn)文中的分析與仿真的結(jié)果是很吻合的。文中最大的特點(diǎn)是，數(shù)據(jù)包之間沒(méi)有優(yōu)先權(quán)的限制，所有包都有相同的機(jī)會(huì)訪問(wèn)信道，無(wú)論是同一種節(jié)點(diǎn)還是不同種節(jié)點(diǎn)之間，這是與先前分析非均勻網(wǎng)絡(luò)等中性能僅是各個(gè)節(jié)點(diǎn)性能的簡(jiǎn)單代數(shù)相加最大的區(qū)別。分析了兩種節(jié)點(diǎn)在相同的數(shù)據(jù)包到達(dá)率條件下的實(shí)時(shí)性能，發(fā)現(xiàn)其訪問(wèn)時(shí)間隨著到達(dá)率的增加急劇增加。