无线传感器网络拥塞控制机制研究

论文摘要

无线传感器网络拥塞问题会导致丢包率增加、时延加剧,浪费节点能量。本文提出一种基于能量优先的拥塞缓解机制（PECR）。节点首先周期性地检测缓冲区队列占用率来确定当前拥塞度,当拥塞发生时,节点依据拥塞度和剩余能量两项属性,尝试在拥塞节点周围建立临时最佳路径进行分流调节。仿真实验表明,采用该机制时,在有节点冗余的网络区域内,可降低节点能耗,提高网络整体生存寿命。通过对无线传感器网络传输层协议的总体设计分析,采用以缓冲区占用率作为拥塞度阈值的网络拥塞判断方式,减少网络控制报文传输,降低节点能量消耗。在拥塞缓解环节,做出了将拥塞度和节点剩余能量作为路径分流节点选择的主要依据,按照顺序判断的方法进行分流路径选择的尝试,避免了由于传统权值累加标准的不确定性和分流路径选择的盲目性而造成的节点失效,使得算法在单个节点的能耗和整体网络的生存寿命上有了较大的控制和提高,体现能量优先的思想。论文最后在OMNeT++仿真平台上对改进前后的拥塞缓解机制进行了仿真,并对结果进行了分析和比较,仿真结果验证了改进后算法在性能和网络生存寿命方面的提高,同时也指出了该机制存在一定的局限性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 无线传感器网络结构
• 1.2.1 无线传感器网络生成过程
• 1.2.2 无线传感器网络体系结构
• 1.2.3 无线多媒体传感器网络
• 1.2.4 无线传感器网络协议栈
• 1.2.5 无线传感器网络面临的新挑战
• 1.3 本文的研究内容和组织结构
• 1.3.1 本文的研究内容
• 1.3.2 论文的组织结构
• 2 无线传感器网络拥塞控制研究现状
• 2.1 进行传输控制的必要性
• 2.2 传输层协议主要研究的问题
• 2.2.1 拥塞控制机制
• 2.2.2 可靠保证机制
• 2.3 拥塞控制机制概述
• 2.3.1 CODA
• 2.3.2 ESRT
• 2.3.3 Fusion
• 2.3.4 ARC
• 2.3.5 RCRT
• 2.4 小结
• 3 一种能量优先的拥塞缓解机制
• 3.1 总体分析
• 3.1.1 WSN通用传输层设计需求
• 3.1.2 拥塞产生原因及影响
• 3.1.3 拥塞控制策略
• 3.1.3.1 拥塞检测与通告
• 3.1.3.2 拥塞缓解
• 3.2 PECR机制
• 3.2.1 拥塞检测
• 3.2.2 分流调节
• 3.2.2.1 协议的层次独立性
• 3.2.2.2 路径选择过程示例
• 3.2.2.3 权值逐级判定的优点
• 3.3 PECR机制评价
• 4 OMNeT++仿真模拟
• 4.1 仿真平台简介
• 4.2 网络拥塞仿真结果分析
• 4.2.1 网络仿真环境设置
• 4.2.2 WSN拥塞状况仿真
• 4.2.3 拥塞度α的确定
• 4.2.4 拥塞缓解机制对比分析
• 5 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 个人简介
• 导师简介
• 获得成果目录清单
• 致谢