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无线传感器网络是新一代智能信息系统,其应用前景广阔。然而传感器节点的计算和通信能力通常十分有限,加之无线传感器网络中的数据传输具有多到一、多跳等特点,使得无线传感网中容易发生拥塞,从而影响网络的QoS。无线传感器网络中的拥塞控制技术目前已成为该领域研究的热点之一。
本文首先介绍了无线传感网的相关概念,研究和总结了现有的拥塞控制技术的基本原理,然后在此基础上综合考虑无线传感器网络各层因素,提出了一种跨层的无线传感器网拥塞控制策略(CLCC)。在该策略下,当网络发生拥塞时节点能够快速响应,并通过特殊封装的ACK帧向上游节点及时反馈;上游节点在收到反馈消息后立即将原单一路径转化为复合多路径,同时启动概率转发和速率调节机制控制数据流量的分配,从而平稳、有效地缓解网络拥塞,保证网络的传输性能。该策略在设计时一方面采用跨层思想实现了各协议层的信息共享,优化了资源的调度分配,另一方面考虑了无线传感网复杂的应用场景,在处理拥塞时能够从时延、可靠性等应用需求出发,提高拥塞控制机制的适应性和有效性。
同时,本文在Linux平台下使用NS2网络仿真工具对CLCC协议进行了计算机仿真实现,并与典型的拥塞控制协议ESRT进行了性能对比。仿真结果表明,CLCC协议具有更小的丢包率,更稳定的网络吞吐量。因此,CLCC协议能够更好地控制拥塞,从而改善网络性能。