无线传感器网络通信拥塞控制方法.docx43174.pdf

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1、 标签:标题 无线传感器网络通信拥塞控制方法 本文关键词：拥塞，传感器，网络通信，控制，方法 无线传感器网络通信拥塞控制方法 本文简介：摘要：无线传感器网络通信是一种较为前沿 的学科研究领域。不仅广泛应用于民用领域，甚至在军事领域也拥有广阔的应用前景，新时 代最有影响力的技术之一便是无线传感器网络通信技术。在无线传感器网络通信技术中，传 统的多跳路由及多对一通信模式较为容易在通信过程中发生网络拥塞情况，对于有限的网络 能量是一种巨大的消耗，无线传感器网络通信拥塞控制方法 本文内容：摘要：无线传感器网络通信是一种较为前沿的学科研究领域。不仅广泛应用于民用领域，甚 至在军事领域也拥有广阔的应用前景

2、，新时代最有影响力的技术之一便是无线传感器网络通 信技术。在无线传感器网络通信技术中，传统的多跳路由及多对一通信模式较为容易在通信 过程中发生网络拥塞情况，对于有限的网络能量是一种巨大的消耗，将会缩短网络寿命。本 文结合无线传感器网络通信的特点，探讨无线传感器网络通信的拥塞控制方法。关键词：无线传感器网络通信；网络拥塞；控制方法 引言：在智能电网数据通信中，无线传感器网络通信具有易于维护、无布线、成本低廉等特点，未 来的智能电网数据通信发展趋势便是无线传感器网络通信的发展。由于无线传感器网络通信 中的传统技术模式容易使通信过程发生拥塞，这将导致网络延时增高与容易丢包等现象，严 重影响无线传感器

3、网络通信的过程。而在传统拥塞控制方法中，无线传感器网络通信与传统 网络通信设计完全不同，所以应根据无线传感器网络通信的特点与应用目的改善无线传感器网络通信的拥塞控制方法。1 传统网络拥塞控制方法的局限性 1.1 传统网络拥塞控制机制的不足 无线传感器网络通信中的多跳路由与多对一的传输数据方式与传统网络传输数据方式有很 大不同，而且传统网络中的拥塞控制技术，与无线传感器网络通信技术中的拥塞控制方法完 全不同。传统网络中的拥塞控制机制并不适应无线传感器网络通信的拥塞控制机制。传统网 络的中间节点可维护网络中的数据流状态，而且拥塞控制机制算法极为复杂，所需缓存空间 较大，这一点对于无线传感器节点的资

4、源来说无法适应。传统网络中的网络丢包现象是因为 网络节点的缓存溢出，检测拥塞的方法便是判断网络路由器的缓存溢出。但是无线传感器网 络通信中的丢包原因与传统网络丢包原因不同，既有节点的缓存溢出也有数据冲突或无线信 道失效等原因。因此传统网络中的拥塞控制机制不能解决无线传感器网络通信的拥塞问题，甚至会带来更严重的问题。1.2 无线 AdHoc 网络拥塞控制机制的不足 无线 AdHoc 网络的架构与无线传感器网络的构架比较接近，同样使用无固定基础结构的网络。AdHoc 网络的拥塞控制方法是传统有线网络的拥塞控制方法修改而来。但无线传感器 网络中的网络拥塞问题是 AdHoc 网络所没有的。例如，无线

5、AdHoc 网络节点数目较少，但 无线传感器网络节点相对较多；无线传感器网络节点储存能力与计算能力均远若于无线 AdHoc 网络，且 AdHoc 网络节点不用能量供应。1.3 无线传感器网络通信的拥塞问题产生原因 无线传感器网络通信中的拥塞问题产生原因有很多，但根本的原因是网络负载较大，而从无 线传感器网络通信的结构上看，产生拥塞的原因有两个：第一，无线传感器节点处理速度较 慢，不能及时的优化处理较大的突发数据时，在网络的低速链路处便会形成宽瓶颈，当不能 满足通过其的源端宽带需求时，无线传感器网络通信便会发生拥塞问题。第二，多对一的无 线通信模式虽能保证网络连通，但当缓存空间耗尽时便会发生丢包

6、现象。而增加缓存空间表 面上可以防止网络数据丢包，但缓存空间变大的同时网络数据包的等待时间也在变长，较为 容易发生超时运输的假象，网络中重发数据包与原数据包同时存在，便会发生网络拥塞问题。2 无线传感器网络通信的拥塞控制方法 2.1 无线传感器网络通信的跨层设计方法 无线传感器网络通信不同方面的信息见具有互补性与相通性，且不同协议层间联系密切，无 法分别看待不同协议层内的性能与任务，否则会割裂无线传感器网络的整体性。对于网络性 能优化是十分不利的。针对无线传感器网络的设计目标和要求进行改进，把信息进行共享，在保证无线传感器网络通信的要求下，减少能量耗损的同时提高网络性能，节省每个节点所 需的能

7、源，这样才能延长无线传感器网络的使用周期。无线传感器网络通信的拥塞问题将会 影响无线传感器网络性能与使用周期。在无线传感器网络通信的拥塞问题上应使用跨层设计 方案，保证介质访问控制层的基础上进行改进，使介质访问控制层与网络层的拥塞信息共享，调整接入信道的概率与本地节点数据包的转发速率，用来解决网络拥塞问题。2.2 跨层拥塞控制方法 关于网络的拥塞控制方法可使用跨层拥塞控制方法，该方法有两个方面：第一，当本地节点 发现网络拥塞时，提高本地节点竞争信道方面的能力，来提高数据发送速率，同时利用 ACK 的机制向上游节点传送拥塞反馈信息，上一节点收到信息后降低节点转发速率，结局局部网 络拥塞问题。第二

8、，使用 Sink 节点全面检测网络状况，当发现有拥塞问题发生时利用逐跳 方式将拥塞信息发送给源节点，当源节点受到拥塞信息后降低发送速率，可解决全局网络拥 塞问题。3 结语 无线传感器网络通信技术是当今时代的研究热点，是新时代最有影响力的技术之一。无线传 感器网络通信技术广泛应用于企业管理、航空航天、环境监控、家具以及交通等方面，甚至 在军事领域也拥有广阔的发展前景。但目前由于无线传感器网络通信技术的特殊，无法根据 传统网络拥塞技术解决无线传感器网络通信的拥塞控制问题，所以为解决用户需求，近年来 对无线传感器网络通信的拥塞方法研究越来越多。为了满足不同用户需求，应对原有无线传 感器网络通信的拥塞

9、控制机制加以改进，利用网络系统现有资源，提高无线传感器网络系统 的性能，降低能量损耗来解决无线传感器网络通信的拥塞控制问题。参考文献 1 方如举，王建平，孙伟无线传感器网络通信的拥塞控制策略 J 电子测量与仪器学 报 2016,30(4):558-567 2 姜凯文面向智能配电网数据通信的无线传感器网络拥塞控制研究 D 合肥工业大 学 2017 3 谢寅亮，罗成，谢维信基于功率分配的无线传感器网络拥塞控制协议 J 信号处 理 2017,33(3):412-416 4 温怀玉，霍伟东无线传感器网络流量重分配拥塞控制算法 J 电子科技大学学 报 2017,46(2):407-411 作者：杨瑛 单位：青海畜牧兽医职业技术学院