无线传感器反应网络中的拥塞控制研究

【摘要】：网络拥塞很早就已经是人们研究的重要课题,在传统的端到端的互联网络拥塞控制研究方面己取得了很大的进展,而无线传感器网络的兴起对拥塞控制研究又提出了新的挑战。WSN中的节点密级部署、多对一的通信方式、无线链路的相互干扰、网络拓扑结构的动态变化、资源受限等特征都是引起网络拥塞的因素。由于传感器网络节点的能量、存储能力、计算能力和通信能力都非常有限,因此网络拥塞将会大量消耗节点能量,减小网络生命周期,降低网络的可靠性。相对于传统的有线互联网络,拥塞控制在传感器网络中更为重要,而且对拥塞控制的算法具有更高的要求。近年来,已经有很多研究人员开始研究无线传感器网络中的拥塞控制问题,提出了很多算法,如CODA、ESRT等。 无线传感器反应网络(Wireless Sensor and Actor Networks, WSANs)是从WSN衍生出来的一种新的包含反应节点(Actor Node)的传感器网络。无线传感器反应网络新的体系结构以及对事件传输实时和可靠的要求使得对拥塞控制又有新的要求,已经有研究人员提出相应的解决方案,如RT2协议等。 本文首先对WSN及WSANs中的拥塞特征进行分析,对已有的拥塞控制算法进行研究,然后在RT2协议的基础上提出了一种改进的基于事件可靠性保障的拥塞控制算法CCBER (a congestion and rate control scheme based on event reliability)。CCBER对WSANs中的事件可靠性进行数学建模,Actor节点根据接收数据分析事件区域中Sensor节点的关键度,然后根据关键度提供一种更为精确合理的速率调整机制,在控制网络拥塞的前提下寻求最大的事件可靠性保障。