第2章 網絡與通信技術

在傳統的有線網絡中，已有許多完善的通信協議和相應的技術，但是這些技術并不能簡單地照搬到無線傳感器網絡中，無線情況下需要面對許多新的問題，應用環境也更加惡劣。研究者根據無線傳感器網絡的特點，開發了具有高能效的底層硬件和各層通信協議，使網絡有限的能量壽命能夠盡可能延長，同時保障數據的有效傳輸。

與傳統的網絡類似，無線傳感器網絡的通信結構也延續著ISO/OSI^[1]的開放標準，但與傳統的網絡不同，無線傳感器網絡去除了一些不必要的協議和功能層。由于無線傳感器網絡的節點采用電池供電，能量有限，且不易更換，因此，能量效率是無線傳感器網絡無法回避的，這也直接反映在網絡的協議設計中。從最基礎的物理層到應用層，幾乎所有通信協議層的設計都要考慮到能效因素，保持高能效以延長網絡的使用壽命是無線傳感器網絡設計的重要前提。

無線傳感器網絡使用無線通信，鏈路極易受到干擾，鏈路通信質量往往隨著時間推移而改變，因此研究如何保障穩定高效的通信鏈路是必要的。除此之外，通信協議還需要考慮網絡中由于節點的加入和失效等因素引起的網絡拓撲結構的改變，采用一定的機制保持網絡的通信順暢。總而言之，在保障能效的前提下，無線傳感器網絡的通信協議應該具有足夠的健壯性來應對外界的干擾和物理環境的改變。