高时延带宽积无线传感器网络的吞吐量优化算法及分析

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“带宽时延积”度量了端到端网络管道的容量,它与网络的吞吐量密切相关。但是,带宽时延积不能准确地反映无线传感器网络的网络状况。本文提出了“时延带宽积”的概念。时延带宽积定义为网络的平均单跳时延与平均带宽之积,反映了无线网络中单跳管道的平均容量。时延带宽积能够更好地反映无线传感器网络的性能,它与无线传感器网络所能取得的吞吐量密切相关。对于大时延带宽积的无线传感器网络,其单跳管道可以容纳多个分组同时传输。通过允许其节点在受到干扰时进行传输,以及允许多个干扰在同一节点处叠加,无线传感器网络能够获得更高的吞吐量。为了对大时延带宽积加以利用,本文提出了一种调度算法。该算法不仅原理清晰、易于实现,还保证了各节点间发送计划的公平性。最后,通过一系列仿真实验,本文对以上理论分析进行了验证。结果显示,时延带宽积的大小对无线传感器网络的吞吐量有着直接影响;在大时延带宽积的无线网络中,新调度算法能够显著提高网络的吞吐量。这一工作可以应用于多种实际网络之中,如水下传感器网络、太空网络等,具有一定的实际意义。
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