无线传感器网络第4讲-传输层协议

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1、无线传感器网络－－传输层协议目录可靠性要求传递singleofpackets传递blocksofpackets传递streamsofpacketsFocusofthistutorial可靠性方面Coverage&deployment当有事件发生时是否有足够的节点可以监测事件的发生？是否有足够的节点可以精确地测量数据?如何布置这些节点？Informationaccuracy哪些被测量的数据必须被传送到哪里以保证一定的精确性?如何在第一时间内处理那些不精确的测量?Dependabledatatransport一旦确定哪些数据被传送到哪里，如何保证它们准确

2、地到达?Howtodealwithtransmissionerrorsandomissionerrors/congestion?可靠性协议物理层物理层是实现无线网络通信的基石，其可靠性能的优劣直接影响到整个系统的容错能力。物理层主要负责数据的编码调制、解调解码、发送与接收。对于无线传感器网络节点间的通信，为了使得数据能够被可靠地传输或接收，必须要做到高的接收机灵敏度、低的背景噪声及较强的抗干扰能力。可靠性协议链路层数据链路层主要负责数据流的多路选择、数据帧侦测、媒介访问、差错控制，保证了点到点、点到多点的可靠性链接。媒介访问控制为数据传输建立通信链路

3、，并提供对共享媒介的公平、有效的访问。它需要减少或避免媒介中的包冲突。差错控制主要采用自动重发请求（ARQ）和前向纠错（FEC）。可靠性协议网络层建立局部多路径可靠性协议网络层定向洪泛可靠性协议传输层事件汇聚到Sink可靠性协议传输层----从汇聚节点到传感节点的传输PSFQ（PumpSlowly,FetchQuickly）为无线传感器网络的重编程或重新指定任务提供了可靠传输，并提供了到接收端延迟保证。源节点低速向网络注入数据包以避免网络拥塞，接收节点有足够的时间来检测这些数据包是否丢失，假如发生丢失就请求重传。当节点收到的包序号不等于上一个包序号加

4、1，那么就认为有包丢失。这个节点在收到正确的包之前停止继续发送包。可靠性协议传输层----从汇聚节点到传感节点的传输PSFQ重传机制可靠性:术语“可靠的”是涵盖性术语主要指标（稳态的）可用性–probabilitythatasystemisoperationalatanygivenpointintimeAssumption:Systemcanfailandwillrepairitself在时间t的可靠性–Probabilitythatsystemworkscorrectlyduringtheentireinterval[0,t)Assumption:

5、Itworkedcorrectlyatsystemstartt=0相应速度Responsiveness–ProbabilityofmeetingadeadlineEveninpresenceofsome–tobedefined–faults包成功的概率–Probabilitythatapacket(correctly)reachesitsdestinationRelated:packeterrorrate,packetlossrate误码率Biterrorrate–ProbabilityofanincorrectbitChannelmodeldete

6、rminespreciseerrorpatterns可靠性约束无线传感器网络为了可靠的传输数据需要考虑的约束条件：TransmissionerrorsoverawirelesschannelLimitedcomputationalresourcesinaWSNnodeLimitedmemoryLimitedtime(deadlines)Limiteddependabilityofindividualnodes机制:冗余Redundancyinnodes,transmissionForwardandbackwarderrorrecoveryCombin

7、ationsarenecessary!可靠的数据传输–背景传输的对象SinglepacketBlockofpacketsStreamofpackets保证水平GuaranteeddeliveryStochasticdelivery有关实体InvolvedentitiesSensor(s)tosinkSinktosensorsSensorstosensors50%delivered限制条件能量SendasfewpacketsaspossibleSendwithlowpower!higherrorratesAvoidretransmissionsShor

8、tpackets!weakForwardErrorCorrection（FEC）Balanceenergyc