无线传感器网络中基于定向扩散协议的跨层拥塞控制方法*
2012-04-24宋晓燕
叶 进,杨 婧,宋晓燕
(桂林电子科技大学信息与通信学院,广西桂林541004)
无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSN)中大规模随机布署的传感器节点利用短距离无线通信技术进行通信,共享唯一的无线信道。传感器节点能量、存储能力、计算能力和网络传输带宽等都非常有限,并且WSN多对一的通信方式造成的“漏斗效应”容易导致网络出现局部甚至全局拥塞,造成能量消耗过快、节点失效甚至网络瘫痪[1-2],传统的Internet网络和无线Ad Hoc网络的拥塞控制技术跟WSN的拥塞控制技术的要求和设计目标完全不同,传统网络中现有的算法、规范和协议并不能适应无线传感器网络的特点和应用的要求[3-4]。定向扩散路由协议是一个针对无线传感器网络特点而设计的平面路由协议,遵循最小代价的原则形成最优路径的构造树,保证数据的稳定传输,并且在数据传输阶段的路径维护能耗大大降低,是能源高效性路由协议的代表[5]。
RMST[6]、CODA[7]、Siphon[8]、CRDD[9]都是基于定向扩散协议的典型的拥塞控制机制。RMST是最早的基于定向扩散协议传输控制算法,该算法修改了定向扩散协议的梯度过滤模块(Filter)并增加后向反馈路径用于传输丢包信息,保证数据的可靠传输,但是该算法缺少有效的拥塞控制机制以及节省节点能量的机制,使网络出现时延大和能耗高等不利的情况。CODA(Congestion Detection Avoidance)提出的能源有效的拥塞控制机制,针对网络中出现的短暂性拥塞和持续性拥塞,该机制联合使用开环逐跳反馈机制以及闭环多源速率调节机制进行缓解,但是基于AIMD的速率调节方法容易导致源节点发送速率严重震荡,不利于保持网络吞吐量的稳定性。……
