无线传感器网络链路通信质量测量研究.doc

·· 通信学报 第28卷
第10期 孙佩刚等：无线传感器网络链路通信质量测量研究 ··

第28卷第10期 通信学报 Vol.28No.10
2007年10月 JournalonCommunications October2007

无线传感器网络链路通信质量测量研究
孙佩刚1,2，赵海1，罗玎玎1，张希元1，朱剑1
（1.东北大学信息科学与工程学院，辽宁沈阳110004;2.沈阳炮兵学院,辽宁沈阳110162）
摘要：首先分析了传统链路测量方法所存在的问题，提出了均值RSSI(接收信号强度显示)、均值LQI(链路质量显示)测量法，通过测量及计算RSSI、LQI的均值，可以较为准确地获得链路通信质量信息；其次构建了发送功率改变、硬件校准改变、周围环境改变和并发干扰等实验案例，分析了均值RSSI、均值LQI在上述案例下的测量性能，定义了链路测量灵敏度，计算了均值RSSI、均值LQI的灵敏度值，对RSSI及LQI用于链路通信质量测量和性能评估做出了全面的权衡。
关键词：无线传感器网络；接收信号强度显示；链路质量显示；链路测量；包接收率；信噪比门限
中图分类号：TP393.17文献标识码：A文章编号：1000-436X(2007)10-0014-09
Studyonmeasurementoflinkcommunicationqualityinwirelesssensornetworks
SUNPei-gang1,2,ZHAOHai1,LUODing-ding1,ZHANGXi-yuan1,ZHUJian1
(1.SchoolofInformationScienceandEngineering,NortheasternUniversity,Shenyang110004,China;2.ShenyangArtilleryAcademy,Shenyang110162,China)
Abstract:Firstly,themeasurementbasedonmeanRSSIandLQIwassuggestedbyanalyzingthedisadvantagesoftraditionallinkmeasurement,andthemoreaccurateinformationoflinkcommunicationqualitycanbegainedbymeasuringandcomputingthemeanRSSIandLQI,secondly,differentexperimentswithchangedtransmissionpower,hardwarecalibration,dynamicenvironmentsandconcurrenceinterferencehadbeentriedtoanalyzetheperformanceofthemeasurementbasedonthemeanRSSIandLQI,atlast,thesensitivityoflinkmeasurementhadbeendefined,andthesensitivityvaluesofthemeanRSSIandLQIwerecomputed,thenacomprehensiveweightbetweenRSSIandLQIwasmadeformeasurementoflinkcommunicationqualityandperformanceevaluationinWSN.
Keywords:wirelesssensornetworks;RSSI;LQI;linkmeasurement;packetreceptionrate;SNRthreshold

1引言
收稿日期：2006-09-13；修回日期：2007-08-10
基金项目：国家自然科学基金资助项目（69873007）
FoundationItem:TheNationalNaturalScienceFoundationofChina(69873007)
链路通信质量测量对于无线传感器网络(WSN,wirelesssensornetwork)路由协议的设计者而言至关重要，知道路由表中邻居节点的包接收率(PRR,packetreceptionrate)，便可选出能量高效的邻居节点作为下一跳。
无线传感器网络早期没有有效的链路质量测量方法，研究者往往假设无线链路是理想的、对称的，路由协议采用的是泛洪[1]或探测[2]等协议。近期的一些实验研究表明，无线链路存在着非对称性，泛洪或探测往往导致协议低效[3]。有些研究者提出采用包序列号用于统计丢包率，通过统计丢包率来反映链路的质量状况，但这要在网络中维持着一定数量的控制包，增大了通信开销，而且对链路状况的反映不够灵敏[4]。
近几款的无线芯片给链路通信