无线传感器网络性能测量评估理论及关键技术的研究

传感器网络是应用相关的网络系统，其测评范围不仅包括微观层面单个或局部网络元素的性能指标，尤其注重网络在整体意义上满足业务需求的能力。现有的传感器网络测评技术在适应网络高度动态、规模巨大和资源受限的特点上仍存在不足。本课题紧扣传感器网络自身特点，从微观和宏观构成的纵向维度、从理论和关键技术构成的横向维度，系统的开展测评技术研究，内容包括（1）从微观层面，研究高度动态条件下典型指标包括能耗、延时、丢包率等的测量理论；（2）从宏观层面，研究大规模网络条件下的网络整体性能推断和抽样统计理论；（3）从可实现角度，研究资源受限条件下的轻量级测量评估关键技术。课题有望提出微观测量和宏观评估的理论方法，建立传感器网络测量评估关键技术体系，为网络运维提供直接性能依据，为传感器网络研究和应用提供指导建议。

测量是对事物深入认识并上升到科学阶段的桥梁。近年来，传感器网络技术得到了迅速的研究和应用，而物联网的技术浪潮则进一步推动了传感器网络的技术发展和规模商用趋势。然而，传感器网络的测试测量和性能评价技术相对滞后，本课题即针对传感器网络的性能测量开展专题研究。.　　课题紧扣传感器网络自身资源受限的特点，从微观和宏观构成的纵向维度、从理论和关键技术构成的横向维度开展测评技术研究。在理论和关键技术方面，梳理传感器网络的性能指标体系，规范了传感器网络在微观和宏观层面的典型性能指标集，提出了一系列基于侦听、侵入和非侵入的面向多类网络行为数据的收集算法，提出了若干传感器网络时间同步等支撑算法，进而对于传感器网络典型的微观（单点、局部）和宏观（整体）性能指标给出系列化的测量和评价算法。在此基础上，进一步从理论提出适用的关键技术，基于轻量级嵌入式代理、硬件辅助的网络行为捕获机制等方法实现和完成了以高精度非侵入式测试平台（HINT）为代表的若干测试设备和工具，并开展了小规模的实验验证。.　　本课题已发表论文10篇，已录用论文4篇，待出版学术专著1部（论文中属于EI检索的12篇次、属于SCI检索5篇次）；申请国家专利5项；参与承办国内传感器网络领域的学术会议（CWSN-2011）；课题培养研究生8名，其中博士研究生2名，硕士研究生6名。因此，本课题顺利完成了预期的各项指标。.　　此外，课题组的HINT测试平台获传感器网络学术会议（CWSN 2011）优秀展示奖（Best Demo Award），并已经在国内若干企业、科研院所和高校进行了应用推广，同时作为关键技术平台之一应用于国家科技重大专项课题《信息汇聚传感器网络综合测试与验证评估环境》。课题组还参与国家传感器网络标准化工作组测试项目组（PG11）的调研和草案制定工作，利用本课题有关成果积极推进传感器网络测量的标准化进程。