在电子商务和物联网应用快速发展的今天,无线传感器网络(wireless sensor network, WSN)作为物联网的一个重要分支,其应用和性能优化也成为了科学研究的热点。WSN应用对WSN系统的性能要求越来越高,找到提升无线传感器网络性能的有效方法,并利用有效的评价工具来分析网络系统的性能,具有重要的现实指导意义。本文采用随机网络演算理论分析分层和分布式两种无线传感器网络的性能,通过网络编码理论分别对支持QoS的区分服务(Differented Services, DiffServ)无线传感器网络模型和分布式无线传感器网络模型进行改进,再结合随机网络演算理论对两个改进后的模型的时延、积压和吞吐量等性能进行分析与比较,具体工作如下：本文针对簇树无线传感器网络中实时网络应用严格的服务质量(QoS)保证要求,在支持QoS的区分服务模型的基础上,根据网络编码理论把编码的特性加入到节点中,提出了具有网络编码功能的DiffServ模型。利用随机网络演算的理论工具推导编码节点模型的时延和积压的性能边界,通过数值实验分析并与非编码DiffServ模型的性能进行比较,比较结果表明,通过网络编码能够有效提升区分服务无线传感器网络的延时、积压等性能。具有网络编码功能的DiffServ模型可为网络编码策略在实时业务无线传感器网络中的应用和评价提供理论指导参考。本文在分布式无线传感器网络模型的基础上,把网络编码的的特性应用到网络模型节点中,提出了具有网络编码功能的分布式无线传感器网络模型(编码模型),并分析编码模型的随机到达曲线和随机服务曲线,利用随机网络演算理论工具来推导编码模型的端到端延时性能上界和吞吐量上界,通过数值分析并与传统分布式无线传感器的网络模型的性能进行比较。比较结果表明,通过网络编码能够有效提升分布式无线传感器网络的端到端性能,编码模型可为网络编码策略在分布式无线传感器网络的应用与评价提供理论指导参考,具有重要的意义。