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无线传感网络中基于时延感知的背压路由∗

2021-03-13章万静

传感技术学报 2021年12期

章万静

(1.江苏省软件测试工程技术研究开发中心,江苏 淮安 223003;2.江苏电子信息职业学院计算机与通信学院,江苏 淮安 223003)

无线传感网络(Wireless Sensor Networks,WSNs)已广泛应用于环境检测、康复医疗等应用领域[1-2]。 WSNs 中的节点具有感测数据、传输数据的能力。 传感节点先感测数据,然后将数据传输基站。因此,数据传输成为WSNs 研究热点之一。

近期,背压(Backpressure,BP)路由受到广泛关注[3]。 原始的 BP 算法起源于 Tassiulas 和Ephremides 提出的无线数据包多跳网络[4]。 BP 通过lyapunov drift 理论最大化网络效益,优化了吞吐量。

BP 路由就是通过节点间数据包队列的拥塞剃度处理路由流量。 与其他路由机制不同,BP 路由并不构建从源节点至目的节点间的具体路径,只是构建在每个时隙时的队列积压差。 BP 路由就是依据积压差决策路由,进而传输数据包。

相比于按需距离矢量路由(Ad hoc On-Demand Vector, ADOV) 和目的序列距离矢量路由(Destination Sequence Distance Vector,DSDV)等路由,BP 路由是通过节点间的数据包队列积压差决策路由,其存在以下优势:①最大化网络吞吐量;②对于拓扑变化的网络具有强的鲁棒性。 然而,尽管BP路由优化吞吐量,但是也存在时延、路径冗长问题。BP 路由最初需消耗一定时间形成队列积压梯度,这增加了数据包的传输时延。

文献[5]提出基于驻留时间的BP 改进路由。利用队列长度和数据传输时延计算数据包的驻留时间。 数据包在队列中驻留时间越长,数据包被优先传输的概率越高。 即优先传输驻留时间长的数据包,减少数据包在队列里的停留时间,进而降低数据传输时延。 文献[6]针对智能化WSNs,提出链路反转算法协助的BP 路由,进而降低数据包的传输时延。……

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