无线传感器网络拥塞预测及分流控制研究

• 作 者: 杜鹏
• 机 构: 北京邮电大学
• 出 处: 北京邮电大学
• 发表日期: 2011年期
• 关键词: 无线传感器网络 拥塞预测 求助机制 能量效率 分流控制 AF算法

无线传感器网络(Wireless Sensor Network，WSN)是当前国际上备受关注的、多学科高度交叉的新兴前沿研究热点。其多对一传输方式使得无线传感器网络容易出现拥塞，因此拥塞控制研究一直是无线传感器网络的研究热点。本文选题来源于国家自然科学基金，具有重要的理论和实际意义。　　
近年来，已有很多无线传感器网络相关的拥塞控制算法出现，例如CODA、ARC、ESRT等协议，这些协议都很好的改善了无线传感器网络中的拥塞状况。然而，它们的设计都存在各自的局限性，在拥塞缓解过程中未能充分利用节点自身的跨层信息以及网络冗余资源。　　
为此，本文设计了一种主动式拥塞求助机制(Active CongestionHelp，ACOH)，用以在拥塞发生时寻找并建立一条辅助的分流路径。为了公平及流量均衡，一种自适应分流算法(Adaptive FlowAllocation，AF)被设计用来在主路径与辅助路径间进行分流控制。AF算法引入了跨层设计思想，通过由MAC层获取的主节点及辅助节点的收发速率，快速计算出一个公平有效的分流比例。同时，为消除网络中超出吞吐量的不必要的数据传输，并提高ACOH的能量效率，引入了一种简单有效的逐跳反压机制(BackPressure，BP)，BP机制的设计同样也是基于对收发速率的估计而实现的。　　
本文中，详细描述了ACOH协议在开源软件平台NS-2中的实现和仿真，通过对各种性能参数的比较，验证了ACOH优异的拥塞缓解能力。