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无线传感器网络中协同ARQ系统性能建模研究
随着智能穿戴设备、智能手机、智能家居等智能应用的日益普及，无线传感器网络（WirelessSensorNetwork，WSN）已经成为了大规模物联网的基础支撑技术之一。在WSN中，传感器节点通过无线信道进行信息传输，而无线信道本身是不可靠和易受干扰的，因此，数据包丢失成为了WSN的一个普遍问题。针对这一问题，协同自适应重传请求（CooperativeAutomaticRepeatRequest，CoARQ）方法被广泛应用于WSN中，以提高数据包的传输成功率和性能。
本文主要研究基于CoARQ的WSN中的系统性能建模。首先，我们讨论了WSN中的数据包传输模型，包括数据包大小、传输距离、信道噪声等参数。然后，我们介绍了CoARQ方法的工作原理，其中包括数据包的重传机制和节点之间的协作方式。接着，我们建立了WSN中CoARQ的性能分析模型，采用了马尔可夫链理论，并对其进行了详细的推导和分析。特别是，我们考虑了节点数量、重传时间、信道状态以及节点之间的协作等因素对性能的影响。最后，我们通过数值仿真实验验证了我们模型的准确性和价值。
在模型建立中，我们采用了状态转移矩阵的方法，将节点成功接收数据包和失败接收数据包两种状态进行划分，并通过状态转移概率和重传次数的概率密度函数来描述节点状态的变化。同时，我们还考虑了节点之间的协作方式，将节点划分为源节点和中继节点两种，并分析了不同协作模式下的性能优化。
经过数值仿真实验验证，我们发现，在WSN中采用CoARQ方法可以显著提高数据包的成功接收率和性能，特别是在信道噪声较大、数据包大小较小以及节点距离较远时，CoARQ方法的性能优势更为明显。此外，我们还发现，节点之间的协作模式和重传次数也对系统性能产生了显著的影响。
综上所述，本文针对WSN中CoARQ方法的系统性能进行了深入研究，建立了系统性能分析模型，并通过数值仿真验证了其有效性和价值。未来，我们可以进一步探究更加复杂和实际的应用场景下CoARQ方法的性能，以进一步优化WSN的性能表现。