无线移动传感器网络的拥塞控制的研究

论文摘要

由于具有方便、快捷、廉价等优势,无线传感器网络在人们生活中的应用越来越广泛。然而,随着网络负荷的增加,网络会出现局部拥塞。如果不采取任何措施来限制网络中的通讯量,在瓶颈链路的队列长度将会增加而导致数据包延迟增大。而且,随着队列大小的无限增加,在某些节点上的缓存空间可能会被耗尽,造成数据分组丢失。选择合适的拥塞控制机制,防止网络内部的严重拥塞,对网络性能的改善和网络服务质量(QoS)的提高起到了至关重要的作用。如今,拥塞控制已成为网络研究的热点领域之一。本文首先介绍了传感器网络及其QoS的相关概念及无线QoS目前所面临的问题。接着分析了影响QoS的网络拥塞所产生的原因及对网络的意义;然后提出了控制拥塞的主要措施:流量控制和多路径分流。由于无线移动传感器网络的移动性以及能量的有限,网络的拓扑结构处于不断的变化之中,因此,对于网络拥塞控制来说,节点对拥塞判断的及时性就显得十分重要。基于单跳的流量控制很好的解决了这个问题:拥塞节点仅将拥塞信息传送到它的前一跳节点,通过前一跳节点对数据分组的发送速度的控制以调节网络的流量;同时,由于前一跳节点的拥塞状况不尽相同,如果将拥塞信息直接发送给这些节点,则其中的一些节点将会因为流量的控制而很快的耗尽资源,而一些节点却相对的空闲,因此,本文在前述思想的基础上,又采用了一种比例,根据前一跳节点的拥塞状况,以确定发送流量的比例,保证拥塞节点内部的流量平衡。虽然流量控制能很好的解决了网络的拥塞状况,但是却是以降低网络吞吐量为代价的。为了尽可能的提高网络的吞吐量,在结合前面的流量控制的基础上,又提出了多路径分流策略:以最短路径为基础,当最短路径发生拥塞时,采用树的倒叙找法,直至找到有备用路径的节点,然后通过备用路径进行分流,以提高网络吞吐量。最后本文通过仿真,证明了该拥塞控制模型的可行性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文研究的出发点及核心思想
• 1.4 本文的主要工作
• 第二章 传感器网络及其服务质量
• 2.1 无线移动传感器网络概述
• 2.1.1 传感器网络的概念
• 2.1.2 传感器网络的特点
• 2.1.3 传感器网络的拓扑结构
• 2.1.4 传感器网络的应用
• 2.2 无线移动传感器网络中的QoS
• 2.2.1 服务质量参数
• 2.2.2 移动传感器网络提供QoS支持所面临的问题和困难
• 第三章 网络拥塞与拥塞控制
• 3.1 网络拥塞与拥塞控制的背景知识
• 3.1.1 网络拥塞的含义
• 3.1.2 拥塞产生的原因
• 3.2 拥塞控制的意义
• 3.3 拥塞控制的措施
• 3.4 拥塞控制的目标
• 3.5 拥塞控制的主要问题
• 3.6 拥塞控制的有效性评价
• 第四章 基于单跳的流量控制
• 4.1 引言
• 4.2 网络流量的计算
• 4.2.1 基于AVQ的流量预测
• 4.2.2 虚拟代价的计算
• 4.2.3 分配比例的计算
• 3.2.4 流量的计算
• 4.2.5 队列长度的计算
• 4.2.6 动态阀值的计算
• 4.3 缓冲管理的研究
• 4.3.1 缓冲管理与调度联合算法
• 4.3.2 与分组调度相结合融入带宽分配
• 4.3.3 队列长度的控制与维护
• 4.4 小结
• 第五章 基于最短路径的分流策略
• 5.1 最短路径的选择
• 5.2 多径路由的选择
• 5.2.1 多径路由的概念
• 5.2.2 多径路由的选择准则
• 5.2.3 多径按需源动态路由协议
• 5.2.4 最大节点不相交多径路由协议
• 5.3 多径路由在流量分配中的使用
• 5.3.1 流量在路径之间的分配原则
• 5.3.2 路径之间流量大小的分配
• 5.4 路由的建立与维护
• 第六章 仿真与试验
• 6.1 NS2仿真软件简介
• 6.2 模型的建立
• 6.3 实验内容及结果分析
• 第七章 结束语
• 参考文献
• 在读期间公开发表的论文和承担科研项目及取得成果
• 致谢
• 作者简介