前言

货运量是无线网络感应器互联网（Wireless Sensor Network，WSN）的一项关键性能参数，它立即体现了传感器网络网络运营运作的高效率，如何提高货运量一直全是传感器网络互联网分析的网络热点。

R.J.Lavery在文献中首度确立了传统的Adhoc网络点到点链接实体模型，确立了点到点链接实体模型货运量的数学定义式。创作者以货运量为提升总体目标，对于危害货运量的标记速度和数据文件长短这两个主要参数各自作了提升，获得了不一样标准下的最佳标记速度和数据文件长。接着Taesang Yoo等人到论文参考文献中明确提出了一种数学课架构，选用标记速度、数据文件长短、调配十二星座容积3个主要参数做为提升自变量，完成了MQAM调配方法下点到点链接货运量的提升。之后的论文参考文献根据论文参考文献明确提出的建模和假定，对链接的货运量也作了相近的分析和优化分析。可是论文参考文献的货运量提升全部都是根据论文参考文献创建的Ad hoc网络点到点链接实体模型，而现在对于传感器网络互联网货运量的分析相比较少。

对于以上难题，文中将对于在WSN中怎样利润最大化点到点链接货运量这一难题进行科学研究。为了更好地利润最大化货运量，文中选用跨层提升体制，不但考虑到了标记速度和调配十二星座容积这两个物理层（PHY）基本参数，还考虑到了MAC层的数据文件长短，根据PHY和MAC层主要参数的协同提升，确保在不一样通讯间距下链接的货运量可以做到最佳。

1系统实体模型和假定

为了更好地简单化剖析，文中只考虑到WSN中2个通讯连接点中间的点到点链接。WSN中点对点传输链接一般由单独的调频发射机、接收器及其无线通讯无线信道构成。假设调频发射机连接点传送的每一个数据文件全长为K C=L位，在其中K为有价值信息内容数据信息长短，C为循环系统沉余检验码CRC（Cyclical Redundancy Che ck），用于检验每一个数据文件中的误码，在文中的模拟研究中C=16位。接收器连接点应用CRC校验接受到的数据文件。假设CRC只开展差错控制而并没有开展改错编号，而且CRC有充足的信息冗余能够检查到每一个数据文件的全部误码。当接收器接受到的数据文件中不包含误码时，便推送一个ACK意见反馈帧给调频发射机，告知数据信息早已恰当接受；不然推送一个NACK意见反馈帧。当推送连接点传输到NACK帧时，便重新传输该数据文件，不然传输下一个新的数据文件。在即时通讯中，ACK仍有可能造成误码，进而可能会导致的货运量降低。为了更好地简易考虑，这儿假设ACK/NACK意见反馈帧在传送流程中不可能发生误码。

依据论文参考文献，点到点链接的货运量能够界定为：每秒钟取得成功接受到的实用信息内容比特犬数。针对一个根据以上实体模型和假定前提的点对点通信链接，其货运量结构式为：

在其中，b为每一个调配标记所包括的比特犬数，Rs为标记速度，f（b，rs，L）为包取得成功传送率（PSR），它理解为恰当地传输到一个数据帧的几率。PSR由上式得出：

在其中Pr为数据信号传输输出功率，N0为AWGN无线信道中噪音的半侧功率谱密度。

与此同时，接受频率稳定度界定为：SNR=Pr/（N0.B） （4）

在其中B=1 MHz为系统软件网络带宽。较为式（3）、（4），能够获得标记频率稳定度rs与接受频率稳定度SNR中间的影响为：

2货运量分层次提升

2.1物理层主要参数提升

2.1.1符号速度提升

为了更好地寻找最佳标记速度，以促使链接的货运量做到连续函数，对式（1）求有关Rs的偏导数并令该导函数为0，其孰能讥之乎，能够获得以下有关rs的线性微分方程：

图1得出了4种不一样标记速度情况下，货运量与SNR的关联曲线图。能够看得出，当SNR较高时，链接可以适用较高的标记速度，进而得到很大的货运量；殊不知当SNR小于一定值时，货运量快速减少，这时应使用较低标记速度以保持一定的货运量。因而，在具体的通信系统中，为了更好地获得最佳货运量，务必依据SNR开展响应式速度调节。依据式（8）可求得获得当L=100、b=2时，。当SNR产生变化时，应依据式（9）来调整数据速率Rs，保证 ，以确保获得最佳货运量。由此获得的最佳货运量曲线图如图所示1所显示。

2.1.2调配十二星座容积提升

从式（7）、（8）能够见到，调配十二星座容积b对Pe、rs也是有危害，因此链接的最佳货运量也在于调配十二星座容积的尺寸。一样，对式（1）求有关b的偏导数，并令，可获得：

由下式得知，b*在于L、Pe和rs，而时，b*仅在于L和Pe；依据不一样调配方法下的误标记率Pe，根据求得（10）式，可获得该调配方法下的b*.

图2表明了不一样频率稳定度情况下，十二星座容积b对货运量的危害。由图2由此可见，当无线信道标准不错，即SNR很大时，能够让每一个标记安装越来越多的信息内容位，即选用高级调配方法来增强操作系统的货运量；而当无线信道标准较弱即SNR较钟头，误标记率很大，这时应当选用低级调配方法，以确保最佳货运量。

2.2 MAC层提升

在Rs以及他系统软件主要参数一定的标准下，能够寻找一个使货运量较大的包长，称之为最佳数据文件长短，记做L*.L*可以用求极值的办法获得，对式（1）求有关L的偏导数，令，可求得获得最佳数据文件长短：

图3较为了在不一样SNR、不一样包长L标准下链接货运量。如图所示3所显示，当SNR很大时，包长越大，货运量越大。这是由于，较近的通讯间距促使无线信道标准比较好，频率稳定度很大，误包率十分小，f（b，rs，L）≈1.这时货运量T≈bRs（L—C）/L，即货运量与SNR不相干，只是伴随着L的增加而扩大。可是货运量不容易伴随着L的增加而无尽扩大，当L》》C时，T≈b.Rs，即T的上限制值为b.Rs.之上二点结果均可从图3中获得有效的认证。可是L不适合过大，由于若L过大，很有可能会加入其它的难题，例如延迟等。因而，要衡量延迟等要素而选择一个尽量大的数据文件长短L，在文中模拟仿真中设置较大包长Lmax=512.

殊不知，从图3中还能够见到，伴随着SNR小于一定值时，货运量快速降低为0.这时，求得式（11）获得不一样通讯间距下相对应的最佳数据文件长L（d）*，从而获得货运量的最佳曲线图，如图所示3所显示。从最佳曲线图能够见到，当SNRT（L）》T（Rs）；而当SNR小于一定值后，提升后的货运量的尺寸影响为T（Rs）》T（b）》T（L）。尤其地，当SNR2dB）和较低频率稳定度（SNR2 dB）区：在这里范围内无线信道标准相对性不错，误标记率很低，应尽量选用高的标记速度；但因为受系统软件网络带宽的限定，Rs≤B，因此 单方根据扩大标记速度并无法使货运量做到最佳。这时，能够根据让每一个标记安装越来越多的位信息内容，即选用高级调配方法以提升操作系统的货运量并协同最佳数据文件长，可使货运量做到最佳。最佳主要参数对（b*，L*）能够根据联立方程求得式（10）、（11）获得。

从图1～图3的分层次提升模拟仿真图上能够见到：当SNR很大时，提升后的货运量的尺寸影响为T（b）》T（L）》T（Rs）；而当SNR小于一定值后，提升后的货运量的尺寸影响为T（Rs）》T（b）》T（L）。尤其地，当SNR《2dB时，T≈0，调节L或b均已经失去优化能力；而从图1中可以看到，优化Rs后链路仍能获得不错的吞吐量性能。因此，为了使链路在不同的信噪比条件下都能有较高的吞吐量，必须进行跨层优化。

跨层优化后的最优吞吐量曲线如图4所示，同时给出了两种次优吞吐量曲线，以便进行对比分析。从图中可以看到，两条次优吞吐量曲线分别在较高信噪比（SNR》2dB）和较低频率稳定度（SNR《2 dB）条件下，与最优吞吐量曲线取得一致。因此，为了保证链路的最优吞吐量，可采取如下自适应调节策略：

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①高信噪比（SNR》2 dB）区：在这里范围内无线信道标准相对性不错，误标记率很低，应尽量选用高的标记速度；但因为受系统软件网络带宽的限定，Rs ≤B，因此 单方根据扩大标记速度并无法使货运量做到最佳。这时，能够根据让每一个标记安装越来越多的位信息内容，即选用高级调配方法以提升操作系统的货运量并协同最佳数据文件长，可使货运量做到最佳。最佳主要参数对（b*，L*）能够根据联立方程求得式（10）、（11）获得。

②较低频率稳定度（SNR《2 dB）区：在这里范围内无线信道标准大幅度恶变，误标记率Pe很大，这时应以尽可能减少Pe为主导。由式（8）知，MQAM调配的误标记率关键在于b和rs，为了更好地尽量减少Pe，应当选用BPSK，即b=1；与此同时调整标记速度Rs令其。由式（11）可求得获得在这里地区内要选用的最佳数据文件长L（d）*=L（b=1，rs*）。

根据以上响应式管理策略来配制对应的主要参数组（b，L，Rs），便能够确保在不一样的声压情况下，链接的货运量自始至终能实现最佳值。

总结

货运量是考量传感器网络互联网服务水平（QoS）优劣的主要规范。对于移动化传感器网络互联网点到点链接的货运量难题，文中选用跨层优化分析的方式 ，定量分析地形容了两种挪动连接点中间无线通讯链接的货运量关系式。依据货运量关系式，挑选提升后的物理层主要参数标记速度Rs、调配十二星座容积b和MAC层主要参数数据文件长短L，能够提升链接货运量。最终明确提出了一种可以依据连接点间通信间距响应式跨层调整的优化策略。依据该跨层优化策略响应式调整物理层和MAC层主要参数，确保了在不一样通讯间距下链接的货运量持续保持利润最大化。

在进一步的科学研究工作上，将构建多跳移动化传感器网络互联网货运量实体模型，并科学研究该模式下的货运量优化问题。
来源于；互联网技术

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