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一种基于网格的兼顾拥塞避免与能耗均衡的WSN路由算法
  • ISSN号:1001-0920
  • 期刊名称:《控制与决策》
  • 时间:0
  • 分类:TP393[自动化与计算机技术—计算机应用技术;自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
  • 作者机构:华东理工大学化工过程先进控制和优化技术教育部重点实验室,上海200237
  • 相关基金:国家自然科学基金(61273073,61374107)
中文摘要:

无线传感器网络WSNs中数据流的突发、节点能量有限和多对一数据传输等特性导致其很容易发生网络拥塞和节点能量的非均衡消耗,而采用多路径方式进行数据传输,不仅可以缓解网络拥塞,而且也能达到网络能量均衡消耗的目的。AOMDV协议是一种面向Ad-Hoc网络的反应式多路由协议,首先提出了一种改进的AOMDV协议—I_AOMDV协议,在路由发现阶段不再使用发生拥塞和低能量的节点,而在路由维护阶段则仅使用HELLO信息交换邻居节点的“剩余能量”和“队列长度”,同时在路径列表中添加了“拥塞恢复时间”和“能量剩余标志位”,从而使I_AOMDV协议更适应于静态WSNs的数据传输。基于I_AOMDV协议,进一步提出了新的网络拥塞控制和能耗均衡策略,其中,拥塞控制策略采用新的拥塞检测方案,并为发生拥塞的最短路径设置了“拥塞恢复时间”;而能耗均衡策略则通过为节点的每条路径设置“能量剩余标志位”来解决能量的非均衡消耗问题。仿真实验结果表明,基于I_AOMDV的拥塞控制和能耗均衡策略,可以减少路由协议的开销,有效降低数据丢包率和节点剩余能量的差异性。

英文摘要:

In wireless sensor networks (WSNs), features such as the burst of the data flows, limited energy of the nodes, many-to-one transmission, etc. , often result in network congestion and unbalanced energy consumption. Using multi-path data transmission cannot only relieve network congestion, but al- so achieve balanced energy consumption. The ad hoc on demand muhipath distance vector routing proto- col (AOMDV) is a reactive multi path protocol for Ad hoc networks. We propose an improved AOMDV protocol, called I_AOMDV protocol, which does not use the congested or low-energy nodes in the route discovery phase, and exchanges "the residual energy" and "the queue length" by means of 'HELLO' messages in the route maintenance phase. Meanwhile, it also introduces "congestion recovery time" and "the flag of residual energy" to the list of paths in order to make the I_AOMDV more adaptable to the static WSNs. Furthermore, based on the I_AOMDV, we also propose a new congestion control and bal- anced energy consumption strategy. The proposed congestion control strategy uses a new congestion de- tection scheme and sets the "recovery time" for the shortest path falling into congestion. In order to cope with unbalanced energy consumption, the proposed balanced energy consumption strategy sets the "the flag of residual energy" for each path. Simulation results show that the proposed congestion and bal- anced energy consumption strategy can reduce the expense of routing protocol, packet loss rate, and the difference of residual energy of nodes.

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期刊信息
  • 《控制与决策》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中华人民共和国教育部
  • 主办单位:东北大学
  • 主编:张嗣瀛 王福利
  • 地址:沈阳市东北大学125信箱
  • 邮编:110004
  • 邮箱:kzyjc@mail.neu.edu.cn
  • 电话:024-83687766
  • 国际标准刊号:ISSN:1001-0920
  • 国内统一刊号:ISSN:21-1124/TP
  • 邮发代号:8-51
  • 获奖情况:
  • 1997年被评为辽宁省优秀编辑部,1999年期刊影响因子在信息与系统类期刊中排名第二位
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国数学评论(网络版),德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:32961