无线传感器网络节点的公平缓冲队列管理

《无线传感器网络节点的公平缓冲队列管理》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、1022008．44(26)ComputerEngineeringandApplications计算机工程与应用无线传感器网络节点的公平缓冲队列管理李迅，李洪峻LIXun，LIHong-jall国防科技大学自动控制系，长沙410073DepartmentofAutomaticControl，NationalUniversityofDefenseTechnology，Changsha410073，ChinaE—mail：rm9200@hotmail．cornLIXna，LIHong-jun．Farebuffermanagerofwireless∞ll$orne

2、tworknode．ComputerEn萄n∞ringandApplications，2008，44(26)：102-104．Abstract：Insomekeyapplication，thedelayorthedropofapacketisnotpermittedinthewirelesssensornetwork，butbe—Callsethecongestionofthenetwork，itwilloftenoccur．ThepaperanalyzestheVPREDalgorithm，whichisbasedONprioritymethod，redu

3、cesitcomputationcomplexity．andusesitonthenodebuffermanager．ByusingtheVPRED，wirelessnodenetworkcanrealizethekeydatatransmitwithlowdropprobability．Keywords：wirelesssensornetwork；buffermanager；VPRED摘要：在无线传感器网络中，存在拥塞的现象，而拥塞造成的延迟或报文丢弃在某些关键应用中是不允许发生的。从节点缓冲管理的角度，分析了基于优先级的VPRED缓冲管理算法，经过计算简

4、化，应用到无线传感器节点的缓冲队列管理中，保证了关键数据较少丢包的传榆。关键词：无线传感器网络；缓冲管理；VPRED算法DOI：10．37780．issn．1002—8331．2008．26．031文章编号：1002—8331(2008)26—0102—03文献标识码：A中图分类号'：TP3931引言及相关工作由于潜在的广泛应用前景，无线传感器网络得到了大量的研究『l_3I，出现了各种类型的传感器节点，如MicaMote系列节点[41，这些节点基于低功耗的单片机和无线收发芯片实现，采用电池供电。在无线传感器网络环境下，存在拥塞的情况，文献【5】中，基于仿真方

5、法研究了—些传感器网络中的拥塞问题。在传感器网络拥塞情况下，公平性和优先级就成了必须考虑的问题，如无线传感器网络用于森林火灾检测，则漏报火警就是非常严重的事件，检测到火警的信息必须以最高的优先级最为快速的发送到管理站点。在无线传感器网络拓扑结构稳定的情况下，影响节点拥塞情况的主要取决于节点所采用的MAC协议和缓冲队列管理策略。无线传感器网络的MAC协议根据实现技术可以分为三类：低占空比协议、基于竞争的协议和基于时间表的协议。s—MAC四协议是低占空比协议的代表，S—MAC协议采用周期性唤醒方案，即每个节点根据预先设定的时间表，交替的改变固定长度的监听时段和睡

6、眠时段，节点在监听时段收发数据。s—MAC协议采用RTS／CTS握手方法和虚拟载波侦听机制有效地避免了在监听时段的介质竟用冲突问题。基于竞争的协议主要包含CSMA协议及一些变化的形式，如802．1lMAC协议和PAM您协议悯，这些协议在冲突时采用回退方式，回退到一定阀值则丢弃分组，因此在网络负载较重的情况下，对数据的发送带来很大的时间不确定性。基于时间表的协i!；【采用了某种TDMA技术，如LEACH协议r7】，在这些协议中，时间被划分为相对较小的时隙，发射机和接收机严格遵守时隙的要求，避免在时间上互相重叠，从而避免冲突。对时间敏感的数据，应当采用基于时间表

7、协议或低占空比协议，这些协议有效地避免了冲突，从而保证了数据传输的时间确定性。无线传感器网络节点主要采用了低功耗的单片机实现，而单片机的资源有限，如MICA系列节点采用了ATMELl28L【研AVR单片机，其片内内存只有有限的4KBy【e，除了数据缓冲外，还要分配一定的空间用于程序运行，因此缓冲资源非常有限。在很多情况下，很可能由于缓冲区满而造成关键数据的丢失，产生传感器网络的拥塞。在有隐终端的情况下，这一问题更为严重，如图l：图1隐终端情况作者膏介：李迅(t972-)，男，博士，副教授，主研方向为嵌入式计算、现场总线与控制网络；李洪峻(1979一)，男，博

8、士，主研方向为无线传感器网络。收蔫百期：2007—1