通信工程文献翻译——摘要：本文研究了传感器网络的时延性能。传感器节点是以IEEE 802.15.4标准的无槽MAC协议接入的，不像以前仅关注平均吞吐量和延迟分析。我们研究出一种详细的模型，这种模型可以使得我们通过传感器获取传送给中央控制器消息的时延分布。当布设的传感器网提供一个κ-覆盖的实时应用时，包括单跳和多跳网络拓扑结构，暂态分析是最令人感兴趣的。我们通过NS-2模型的仿真结果验证了我们的分析结果。

关键词：无线传感器网络，IEEE802.15.4媒体接入控制层，混合自动控制，Markov模型，性能评估

1.引言

无线传感器网络(WSN)通常被运用于实时应用,如环境监督, 医疗保健和交通控制。在这篇文章中，尽管存在网络节点严重受到资源的限制，无线传感器网络不得不提供一个可靠的网络覆盖面评定区，同时还要解决严重的时间限制。

在这篇文章中，我们关注WSNS用于控制区域在每个节点都被都被K传感器所覆盖。当检测区有事件的发生时,每一组的K节点生成一个检测报告和试图传递给一个中央控制器。在MAC层协议中,我们假定每个传感器都来用基于IEEE802.15.4的竞争解决方案。此外，我们定时间放生时，如果中央控制器感知到不同的传感器的检测报告个数为M，值得注意的是，当m>1时，这符合基于多组传感器检测（一种在实际的WSN应用中为了避免错误的警告儿广泛采用的技术）。

在这方案之下，我们提出以下的问题：

１）在检测报告到达中央处理器的情况下，有这些传感器传送的检测报告的延迟分布是什么样的？

２）如果要是中央控制器接收m<=k个检测报告得出可靠的检测结果，在k值越大，广播信道竞争就越大的情况下，k取什么值好呢？

３）如根据实际情况给出k和td的值，在给定时间限制的情况下中央控制器有可能接收多少分检测报告呢？

虽然在一个连接通信协议中提出k个覆盖面已经被广泛的采用，但很少工作者会处理IEEE802.15.4为基础协议的WSNS进行静态的分析，而这样并不适合对事件检测研究。与我们所做的有趣的研究相关的Buratti和Verdone在IEEE802.15.4网络中网络节点事件传送信息所进行的研究。但他们研究规模上与我们所做的工作时相似的，我们的工作重点并不是研究如何进行的信息传输。和进行并不适合我们的研究和应用方案中所做的简单假设。

为了解决以上我们所谈到的内容和问题，我们进行了如下的工作。第一步，我们考虑一个单跳的网络协议，这个协议中所有传感器都可以与中央控制器也可能是检测组的管理传感器是一个终端处理单元进行通信。同时，所有节点的工作遵循无槽的IEEE802.15.4模型，然而我们的这一模型扩展到可以对有槽的信道进行访问。基于以上这些假设，在有事件发生的情况下，我们呢对k个传感器开始抢占信道传送他们的报告进行暂态分析。指的注意到的是我的系统明显不同于Bianchi和Verdone在《IEEE802.15.4的分布式调协功能行为分析》所做的分析，

Abstract—We study the delay performance of a sensor network, whose nodes access the medium by using the unslotted MAC protocol specified by the IEEE 802.15.4 standard. Unlike previous works, which focus on the average throughput and delay analysis, we develop a detailed model that allows us to obtain the delivery delay distribution of messages sent by concurrently contending sensors toward a central controller. We carry out a transient analysis that is of particular interest when sensor networks are deployed to provide ??-coverage for real-time applications, and we study both single- and multi-hop network topologies. We validate our analytical results against simulation results obtained through ns2.

Index Terms—Wireless sensor networks, IEEE 802.15.4 MAC,hybrid automata, Markov models, performance evaluation.

I. INTRODUCTION

WIRELESS sensor networks (WSN) are often used for real-time applications, such as environment surveillance, medical care, and vehicle traffic control. In these contexts, in spite of the severe resource limitations that characterize sensor nodes, WSNs have to provide a reliable coverage of the area of interest as well as to meet severe timing constraints.In this work, we focus on WSNs for event detection where each spatial point of the controlled area is covered by sensors. Upon an event occurrence, each of the nodes generates a detection report and tries to transmit it to a central

controller. At the MAC layer, we assume that the sensor nodes implement the IEEE 802.15.4 contention-based scheme.Furthermore, we consider that the central controller detects an event if it receives ?? positive reports from different sensors .......