闫宇博，杨盘隆，张磊，邱正伦，洪善林

（1.解放军理工大学 通信工程学院，江苏 南京 210007；2.南京新宇房产开发有限公司，江苏 南京 210018）

1 引言

近年来，无线传感器网络（WSN, wireless sensor network）在军事及民用的各个方面都得到了广泛而深入的应用。但是，在诸如军事侦察[1]、环境监测[2]、建筑物保护[3]等应用领域，无线传感器网络通常需要连续工作几个月甚至几年的时间，同时还要保证能够将监测的数据及时可靠地传回数据收集节点。然而，由于传感器节点的体积、成本、功耗等因素的限制，使得节点之间的通信非常不可靠。此外，无线传感器节点通常仅仅依靠电池供电。相对于网络的工作时间来说，节点的电池容量显得非常有限。而且，在上述的应用领域中，通常很难甚至不可能经常为节点更换电池。因此，综合考虑网络生存时间以及数据传输的时延和可靠性，设计一种数据传输机制来实现网络生存时间、数据递交时延和递交可靠性之间的有效平衡是一项非常基础而且很有必要的工作。

在低轮值（low-duty-cycle）无线传感器网络中，处于睡眠状态的节点可以关闭其无线电模块。由于节点的无线电模块消耗了绝大部分能量，低轮值工作模式可以极大地延长网络生存时间。以 Telosb[4]节点为例，其通信模块CC2420[5]在接收状态、发送状态和睡眠状态的电流消耗分别为 18.8mA、17.4mA和0.02μA。得益于节点有限的工作时间，低轮值工作模式可以极大地减少节点的能量消耗。

低轮值无线传感器网络的性能受到 2个因素的影响。……