基于排队论的工业无线传感网超帧结构研究

来源：计算机技术与发展杂志2019年第01期北京时间：

作者：许浩然;刘广钟

摘要：随着无线传感器在工业场景中的大量应用,对于工业无线传感器网络的研究变得更加重要.针对目前工业无线传感器网络中数据传输采用的IEEE 802.15.4标准超帧结构在数据包排队方式的不足,为了满足工业应用场景中的实时性要求,更加精确地评估数据延迟与占空比等网络指标,提出一种优化排队方式的超帧结构.首先,利用排队论为IEEE 802.15.4标准超帧结构中的竞争访问控制阶段(CAP)与非竞争访问控制阶段(CFP)建立数学模型,更加合理地分析超帧数据延迟;然后,根据排队论的性能分析,提出一种单队列排队超帧结构,相对于原始超帧结构,单队列排队结构能有效降低数据包的传输延迟,提高网络利用率.仿真结果验证了延迟模型的合理性和优化超帧结构的正确性,能满足工业物联网应用中的实时性要求.

关键词：工业无线传感器网络; 超帧; 排队论; 单队列; 数据延迟