[發明專利]一種傳感器網絡擁塞控制方法

在審

• 申請號: 201410017268.6
• 申請日: 2014-01-14
• 公開（公告）號: CN104780563A
• 公開（公告）日: 2015-07-15
• 發明（設計）人: 崔鯤
• 申請（專利權）人: 廣州航天海特系統工程有限公司
• 主分類號: H04W28/02
• 分類號: H04W28/02;H04W28/06
• 代理公司: 北京聯瑞聯豐知識產權代理事務所(普通合伙) 11411
• 代理人: 黃冠華

技術領域

本發明涉及一體化視頻檢測系統，特別是指一種傳感器網絡擁塞控制方法。

背景技術

海量的數據包在大規模、道路監測傳感器網絡中傳輸極易引起擁塞，迫切需要適當的擁塞控制機制。道路監測無線傳感器網絡的多跳數據傳輸方式和多對一的通信模式常常導致靠近匯聚節點和網關處發生擁塞。

目前擁塞控制機制主要基于三方面：

1、端到端：端到端路徑較長時，會導致擁塞控制性能的下降；

2、基于路徑：當擁塞發生時，沿路徑逐跳通知發送方，可快速地識別擁塞，并通過逐跳檢測以防止擁塞發生；

3、逐跳：關注擁塞檢測并及時向所有鄰居節點發送通知，以便快速采取合適的措施以防止即將發生的擁塞。

傳感器網絡中的擁塞，按其產生的原因，可分為兩種：一是發送速率過快，導致緩沖區溢出；二是節點爭搶信道，導致碰撞。

發明內容

本發明提出一種傳感器網絡擁塞控制方法，解決了現有技術中道路監測無線傳感器網絡的匯聚節點和網關處發生擁塞的問題。

本發明的技術方案是這樣實現的：

一種傳感器網絡擁塞控制方法，其包括如下處理步驟：

步驟A：根據鄰居節點緩沖區、當前數據包的數量，預測信道利用率，建立可匹配不同區域帶寬的擁塞預測模型；

步驟B：根據擁塞控制算法區分不同QoS需求；

步驟C：若判斷為瞬間擁塞，則采用持續性擁塞解決方案；若判斷為緩沖區溢出擁塞，則采用爭搶信道擁塞的方案。

優選地，所述擁塞控制算法包括如下步驟：

步驟A1：根據基于不同權重的緩沖區數據作為擁塞的標準；

步驟A2：動態預估信道的當前狀態，并調整節點的發送速率，使信道的利用率達到最高；

步驟A3：根據隊列增長速度和數據包的優先級，調整緩沖區的隊列順序。

優選地，其還包括如下步驟：

步驟D：根據抑制發送速率和資源消耗，評價擁塞。

本發明區分了不同QoS需求的擁塞控制算法，該算法通過一下三個步驟，可解決一體化視頻檢測系統中的傳感器信號網絡傳輸的擁塞問題：

1、根據基于權重的Buffer?Difference作為擁塞產生的標準；

2、動態估計信道的當前狀態，并調整節點的發送速率，使信道的利用率達到最優；

3、靈活的隊列調度策略，根據隊列的增長速度和數據包的優先級，調整丟包策略。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明傳感器網絡擁塞控制方法的實時傳感器網絡體系結構示意圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

針對道路交通監測應用，參考TCP/IP協議體系結構，結合現有的無線傳感器網絡協議棧，本發明提出如圖1所示的實時傳感器網絡體系結構。該網絡協議棧模型，既保持傳統網絡模塊化分層、結構清晰的特點。又在實時性、可靠性等QoS參數上采取跨層機制，較好地考慮了傳感器網絡的特點，能夠提高網絡的效率。該協議棧的特點是：

1、各種類型的服務有不同的QoS要求，因此應根據各個應用不同的服務要求，采取相應的資源分配策略。因此，在傳統的傳感器網絡體系結構中增加了QoS要求（Qos?demands）、資源分配策略（resource?allocation?strategy）模塊，以區分不同的服務等級。

2、在MAC及路由協議上，采取了多種協議并存的方法，根據業務需要，及網絡負載，動態切換協議，以提高網絡的效率。例如，在重負載時，采用TDMA的MAC協議，提高網絡的吞吐量，在輕負載并且數據的優先級較低時，采用CSMA的MAC協議，以降低協議本身的復雜度，提高網絡效率。

3、在對數據包的調度上，添加了速率控制模塊，根據收集得到的網絡狀態信息，調整數據包的發送速率，以免網絡發生擁塞。