无线传感器网络传输控制与路由协议研究.pdf

南京邮电大学
硕士学位论文
无线传感器网络传输控制与路由协议研究
姓名:闫雪飞
申请学位级别:硕士
专业:计算机应用技术
指导教师:张登银
2011-03
南京邮电大学硕士研究生学位论文摘要
摘要
集成了传感器、片上系统和网络三大技术而形成的传感器网络是一种全新的信息获取
和处理技术。它能够通过各类集成化的微型传感器协作地实时感知、处理信息,从而为人
们提供大量真实可靠的监测信息,在军事应用、环境监测、空间探索和灾难拯救等领域具
有极为广阔的应用前景。
无线传感器网络事件驱动的特性导致网络负载的不可预测性。当传感器节点接收到的
数据超过它们所能转发的数据的时候就会发生拥塞,这会导致能量浪费、吞吐量下降和丢
包。在本文中,我们提出一种基于速率的可以感知公平的拥塞控制策略()。它可
以控制拥塞并且对于不同的数据流实现尽量公平的带宽分配。在 中,我们将中间转
发信息的传感器节点分为近源节点和近目的节点。近源节点维护每条数据流的状态信息并
且为每条通过的数据流分配尽量公平的速率。另一方面,近目的节点不需要维护每条数据
流的状态信息并且利用公平的无状态队列管理机制处理信息。我们的模拟结果和分析显
示, 在吞吐量、丢包、能量效率和公平性方面比之前其它的方式能够提供更好的性
能。
移动传感器网络利用节点移动形成的通信机会逐跳传输消息,以“存储-携带-转发”
的路由模式实现节点间通信。本文研究移动传感器网络中搭便车、黑洞、超新星、超超新
星和虫洞这五种非协作行为在 Binary Spray and Wait, PROPHET 和 H-EC 三类流行的路由
策略下对数据传输的影响,并通过对实验网络的模拟进行性能评估。结果显示,除了虫洞
行为外,随着非协作节点的增加,数据转发的性能将会明显下降。

关键词:无线传感器网络,拥塞控制,非协作






I
南京邮电大学硕士研究生学位论文 Abstract

Abstract
work, which is made by the convergence of sensor, system-on-chip works
technologies, is a novel technology about acquiring and processing information. Through the
real-time collaboration of the integrated micro-sensors, it can be used for sensing and processing
information, and then can provide a large amount of reliable information. It has broad
application prospects not only in military applications, environmental monitoring but also in
disaster rescue, space exploration and so on.
The event-driven nature of wireless works (WSNs) leads to unpredictable
network load. As a result, congestion may occur at sensors that receive more data than they can
forward, which causes energy waste, throughput reduction, and packet loss. In this paper, we
propose a rate-based awareness-fair congestion control () protocol, which controls
congestion and achieves approximately fair bandwidth allocation for different flows. In ,
we categorize intermediate relaying sensor nodes into near-source nodes and near-sink nodes.
Near-source nodes maintain a per-flow state and allocate an approximately fair rat