В данной диссертации рассматриваются современные топологии и методы маршрутизации в беспроводных сенсорных сетях

3.3.2 Время жизни маршрутизатора

Известно, что в событийно-ориентированных сенсорных сетях, работающих по алгоритму асинхронного доступа к среде передачи [9], маршрутизаторы являются узким местом с точки зрения времени жизни сети. Это объясняется тем, что для своевременной доставки информации о возникающих событиях маршрутизатор все время должен находиться в режиме с включенным приемопередатчиком.
Следует также отметить, что энергопотребление ретранслятора очень сильно зависит от используемого протокола маршрутизации, который определяет служебный трафик, генерируемый для создания и поддержания таблиц маршрутизации.
Далее приведена модель ретранслятора, принимающая во внимание только полезный трафик, служебные пакеты не учитываются. Также будем считать, что все пакеты имеют только один адрес назначения (отсутствует широковещательный трафик multicast или broadcast). В этом случае задача маршрутизатора состоит лишь в трансляции приходящих пакетов в неизменном виде (считаем, что изменение метрик, промежуточных адресов в служебной части кадра не влияет на его размер), а также генерации кадров подтверждения для каждого входящего пакета.
Пусть на вход маршрутизатора поступают входных потоков данных.

Интенсивность i-го потока обозначим через . Заметим, что в i-м потоке приходят кадры одинаковой длины . Тогда на выходе будут продублированы входные потоки, а также добавлены кадры подтверждения, отправляемые обратно для каждого поступившего пакета.

Рисунок 3.3 - Модель маршрутизатора цифровой сети
Доля времени, затрачиваемого на прием всех кадров, будет равна
(3.8)
где - время, затрачиваемое на прием одного пакета (не включающее
отправку подтверждений), зависящее от его длины ;
- интенсивность пакетов i-го потока.
Доля времени, затрачиваемого на передачу всех кадров вместе с отправкой подтверждений, будет равна
(3.9)

где - время, затрачиваемое на передачу одного пакета;

• 
  время, необходимое для отправки подтверждения для каждого
  

входящего кадра, [с]. Оно, как правило, не зависит от его размера.
Будем рассматривать случай, когда , то есть ретранслятор успевает вовремя обрабатывать входные потоки данных. Тогда потребляемая им мощность будет равна
(3.10)

где - средняя мощность ретранслятора в режиме передачи; - средняя мощность ретранслятора в режиме приема;

• 
  мощность ретранслятора в режиме ожидания.
  

Ключевым параметром, который существенно влияет на время жизни маршрутизатора, является . Его значение определяется алгоритмами и протоколами работы беспроводной сети. Если требования к задержкам передачи данных позволяют переводить маршрутизаторы в режим пониженного энергопотребления, либо используется один из энергосберегающих протоколов MAC-уровня, то будет близок к потребляемой мощности в режиме сна (таблица 2.1). В противном случае он будет равен и, как следствие, время автономной работы ретранслятора будет на несколько порядков меньше.