無線傳感器網(wǎng)絡(luò)保證服務(wù)質(zhì)量的擁塞避免策略研究.pdf

1、隨著無線通信技術(shù)和微機(jī)電子系統(tǒng)（MEMS）技術(shù)的快速發(fā)展，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN）已廣泛應(yīng)用于各種長(zhǎng)距離實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)環(huán)境中。受限于WSN自身的節(jié)點(diǎn)容量，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流在節(jié)點(diǎn)處聚集易引起網(wǎng)絡(luò)擁塞，從而造成大量數(shù)據(jù)包的丟失，降低網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量（QoS）。如何限制網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流的傳輸速率，控制網(wǎng)絡(luò)的擁塞一直是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究熱點(diǎn)之一。為保證WSN擁塞控制的公平性和可靠性，本文主要做了以下幾方面的工作：
　　1）本文首先介紹了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的主要

2、組成、主要特點(diǎn)和主要應(yīng)用。分析了WSN發(fā)生擁塞的原因，并詳細(xì)地介紹了現(xiàn)有WSN擁塞控制協(xié)議，在闡述其基本思想的同時(shí)指出了其內(nèi)在的局限性?；赪SN自身的獨(dú)特性，本文總結(jié)了設(shè)計(jì) WSN擁塞控制方案需要考慮的幾個(gè)關(guān)鍵問題。
　　2）無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，誤碼率會(huì)造成數(shù)據(jù)包的丟失，但合理設(shè)定數(shù)據(jù)包的大小可以緩解這一現(xiàn)象。為研究特定誤碼率下數(shù)據(jù)包大小對(duì)傳輸可靠性的影響，本文使用MATLAB和NS-2仿真工具，在自動(dòng)重傳請(qǐng)求(ARQ)協(xié)議中，研

3、究了不同大小數(shù)據(jù)包的情況下對(duì)數(shù)據(jù)包丟失率、鏈路有效性和數(shù)據(jù)包重傳數(shù)的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，不同的誤碼率都對(duì)應(yīng)著一個(gè)最優(yōu)大小數(shù)據(jù)包，使得數(shù)據(jù)包的丟失率、重傳數(shù)和鏈路有效性之間可以達(dá)到很好的均衡。
　　3）為解決WSN中的擁塞問題，本文結(jié)合松弛技術(shù)（Relaxation Technology,RT）的速率限制方式和最大-最小公平（Max-Min Fairness,MMF）的資源共享分配方式，提出一種基于自適應(yīng)速率限制的擁塞控制機(jī)制（AR

4、LCC）。ARLCC機(jī)制采用RT機(jī)制中將超過節(jié)點(diǎn)緩存的數(shù)據(jù)包在允許的單位延遲內(nèi)推遲發(fā)送的方法，將在多個(gè)約束條件下獲得的處理水平（Engineering Level,EL）參數(shù)作為中間節(jié)點(diǎn)的發(fā)送速率。此外，當(dāng)多節(jié)點(diǎn)輸入流速率很高，并且計(jì)算出的EL值超過節(jié)點(diǎn)緩存容量時(shí)，ARLCC結(jié)合MMF機(jī)制將所有節(jié)點(diǎn)輸入流的速率重置為0，并以恒值速率增加，從而限制多個(gè)輸入流速率的大小，保證它們可以公平共享中間節(jié)點(diǎn)的容量和帶寬。數(shù)據(jù)仿真結(jié)果表明，ARLCC