第2章 网络与通信技术

在传统的有线网络中，已有许多完善的通信协议和相应的技术，但是这些技术并不能简单地照搬到无线传感器网络中，无线情况下需要面对许多新的问题，应用环境也更加恶劣。研究者根据无线传感器网络的特点，开发了具有高能效的底层硬件和各层通信协议，使网络有限的能量寿命能够尽可能延长，同时保障数据的有效传输。

与传统的网络类似，无线传感器网络的通信结构也延续着ISO/OSI^[1]的开放标准，但与传统的网络不同，无线传感器网络去除了一些不必要的协议和功能层。由于无线传感器网络的节点采用电池供电，能量有限，且不易更换，因此，能量效率是无线传感器网络无法回避的，这也直接反映在网络的协议设计中。从最基础的物理层到应用层，几乎所有通信协议层的设计都要考虑到能效因素，保持高能效以延长网络的使用寿命是无线传感器网络设计的重要前提。

无线传感器网络使用无线通信，链路极易受到干扰，链路通信质量往往随着时间推移而改变，因此研究如何保障稳定高效的通信链路是必要的。除此之外，通信协议还需要考虑网络中由于节点的加入和失效等因素引起的网络拓扑结构的改变，采用一定的机制保持网络的通信顺畅。总而言之，在保障能效的前提下，无线传感器网络的通信协议应该具有足够的健壮性来应对外界的干扰和物理环境的改变。