簇树型WSN拓扑结构已经应用于无线传感器网络中的IEEE802.15.4/ZigBee协议中,但目前国内外对簇树型WSN的网络服务性能评价主要是通过仿真或实验平台来完成,尚缺乏一种有效的理论分析模型。本文针对这一问题展开研究,建立了一个用于对该类网络进行性能分析的网络演算模型,并利用确定性网络演算理论推导了最差情况下的网络服务性能,为簇树型WSN的设计和性能评价提供了一种定量计算方法。主要工作体现在以下几个方面：(1)构建了研究簇树型WSN在最差情况下的网络服务性能的一般性演算模型,包括：网络拓扑结构及其数学描述、网络节点业务流及服务能力描述和网络层的时分簇调度策略描述。该模型并不局限于某种特定协议,如ZigBee协议。(2)推导了簇树型WSN演算模型中任意深度处节点的聚合输入流到达曲线和输出边界的一般性表达式。(3)推导了簇树型WSN演算模型中任意深度处节点在最差情况下的队列缓存长度、有效带宽,数据流单跳延迟上界及网络端到端延迟上界四个网络服务性能评价指标的一般性表达式。(4)针对一个应用ZigBee协议的簇树型WSN实例,使用本文建立的模型和性能分析方法进行了计算,得到一组最差情况下的网络服务性能理论值；同时,利用TOSSIM仿真工具对该簇树型WSN进行了系列仿真实验,得到一组对应的网络服务性能实验值。通过对理论值与实验值比较分析,评估了该簇树型WSN演算模型和性能分析方法的实用性和有效性。仿真实验结果表明：该簇树型WSN演算模型和性能分析方法是实用有效的。