无线传感器网络中拥塞控制的研究

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1、学校代码10530学号201330111777分类号TN911密级硕士学位论文无线传感器网络中拥塞控制的研究学位申请人雷方晴指导教师裴廷睿教授学院名称信息工程学院学科专业电子与通信工程研究方向无线通信理论与技术二〇一六年五月三十日ResearchontheCongestionControlforWirelessSensorNetworksCandidateLeiFangQingSupervisorPeiTingRuiCollegeInstituteofInformationEngineeringProgramElectronicandC

2、ommunicationEngineeringSpecializationWirelessCommunicationTheoryandTechnologyDegreeMasterofEngineeringUniversityXiangTanUniversitythDateMay302016湘潭大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加Ｗ标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡＾献的个人和集体，

3、均已在文中明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。＂作者签名：日期；Ｍ年月曰５学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阐。本人授权湘潭大学可将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、，可Ｗ采用影印缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文＾。涉密论文按学校规定处理。作者签名；焉今曰期；＞４年月曰户导师签日期日兴／片Ｗ摘要无线传感器网络（Wireles

4、sSensorNetworks）中能量、存储空间和计算能力受限，以及多对一的传输方式容易造成网络拥塞。在WSN中，拥塞不仅导致缓存溢出，同时也增加了包的传输延时。现有的拥塞控制方法，大部分都是基于简单的拥塞反馈和速率调节机制，这种方式虽然在一定程度上能够缓解拥塞，但是也进一步增加了包的传输延时，同时也降低了吞吐量。本文主要对WSN拥塞控制中的关键技术展开了深入的研究。在对WSN拥塞问题展开详细论述后，提出了新的算法，具体研究内容和创新点如下：（1）详细分析了WSN网络拥塞的原因；详细描述了WSN拥塞检测、通告和控制的方法、目前的研究现状

5、以及将要面临的挑战。（2）针对大部分拥塞控制方法忽略了传输延时问题，提出了DACC算法。针对以单一节点缓存是否溢出为检测模型存在的非实时现象和虚拥塞现象，DACC采用以节点缓存长度和包的平均传输时间为检测指标的拥塞检测模型，这种检测模型可以防止拥塞漏检和虚检现象；为了降低显式拥塞通告带来的额外开销，DACC利用802.11DCF数据包头中未被利用的位来携带拥塞通告消息；在拥塞解除阶段，DACC采用基于缓存长度的信道占用机制，降低了传输延时和丢包率。仿真实验表明该方法能够改善端到端延时，同时在包传递率、碰撞次数和缓存负载上也具有明显优势。

6、（3）针对WSN多对一的传输特性问题，提出了一种速率调节机制（RACC）。首先，节点根据接收速率和发送速率估算下一时刻内的节点缓存长度变化率，以估算的缓存变化率作为拥塞指标来检测拥塞；然后，RACC采用基于缓存长度变化率的局部速率调节机制，提高了信道利用率。测试表明此方法在吞吐量、包传递率和延时指标的改善方面都取得了良好的效果。关键字：无线传感器网络；拥塞控制；延时；包的传输时间；缓存变化率IAbstractWirelesssensornetworks(WSNs)intheenergy,buffersizeandcapabilityof

7、computingislimited.Thespecialmany-to-onecommunicationmodemakesWSNsmorepronetonetworkcongestion.InWSNs,thecongestionnotonlyleadstobufferoverflowing,butalsoincreasesthetransmissiontimeofpackets.Theexistingcongestioncontrolmethodsmainlybasedonsimplecongestionfeedbackandrate

8、adjustmentmechanisms,althoughthesemethodscouldmitigatecongestiontosomeextent,butalsofurtherincreasesthe