一種傳感器網(wǎng)絡(luò)擁塞控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一體化視頻檢測(cè)系統(tǒng)，特別是指一種傳感器網(wǎng)絡(luò)擁塞控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]海量的數(shù)據(jù)包在大規(guī)模、道路監(jiān)測(cè)傳感器網(wǎng)絡(luò)中傳輸極易引起擁塞，迫切需要適當(dāng)?shù)膿砣刂茩C(jī)制。道路監(jiān)測(cè)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的多跳數(shù)據(jù)傳輸方式和多對(duì)一的通信模式常常導(dǎo)致靠近匯聚節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)關(guān)處發(fā)生擁塞。
[0003]目前擁塞控制機(jī)制主要基于三方面:
[0004]1、端到端:端到端路徑較長(zhǎng)時(shí)，會(huì)導(dǎo)致?lián)砣刂菩阅艿南陆担?br>[0005]2、基于路徑:當(dāng)擁塞發(fā)生時(shí)，沿路徑逐跳通知發(fā)送方，可快速地識(shí)別擁塞，并通過(guò)逐跳檢測(cè)以防止擁塞發(fā)生；
[0006]3、逐跳:關(guān)注擁塞檢測(cè)并及時(shí)向所有鄰居節(jié)點(diǎn)發(fā)送通知，以便快速采取合適的措施以防止即將發(fā)生的擁塞。
[0007]傳感器網(wǎng)絡(luò)中的擁塞，按其產(chǎn)生的原因，可分為兩種:一是發(fā)送速率過(guò)快，導(dǎo)致緩沖區(qū)溢出；二是節(jié)點(diǎn)爭(zhēng)搶信道，導(dǎo)致碰撞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明提出一種傳感器網(wǎng)絡(luò)擁塞控制方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中道路監(jiān)測(cè)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的匯聚節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)關(guān)處發(fā)生擁塞的問(wèn)題。
[0009]本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0010]一種傳感器網(wǎng)絡(luò)擁塞控制方法，其包括如下處理步驟:
[0011]步驟A:根據(jù)鄰居節(jié)點(diǎn)緩沖區(qū)、當(dāng)前數(shù)據(jù)包的數(shù)量，預(yù)測(cè)信道利用率，建立可匹配不同區(qū)域帶寬的擁塞預(yù)測(cè)模型；
[0012]步驟B:根據(jù)擁塞控制算法區(qū)分不同QoS需求；
[0013]步驟C:若判斷為瞬間擁塞，則采用持續(xù)性擁塞解決方案；若判斷為緩沖區(qū)溢出擁塞，則采用爭(zhēng)搶信道擁塞的方案。
[0014]優(yōu)選地，所述擁塞控制算法包括如下步驟:
[0015]步驟Al:根據(jù)基于不同權(quán)重的緩沖區(qū)數(shù)據(jù)作為擁塞的標(biāo)準(zhǔn)；
[0016]步驟A2:動(dòng)態(tài)預(yù)估信道的當(dāng)前狀態(tài)，并調(diào)整節(jié)點(diǎn)的發(fā)送速率，使信道的利用率達(dá)至丨J最聞;
[0017]步驟A3:根據(jù)隊(duì)列增長(zhǎng)速度和數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級(jí)，調(diào)整緩沖區(qū)的隊(duì)列順序。
[0018]優(yōu)選地，其還包括如下步驟:
[0019]步驟D:根據(jù)抑制發(fā)送速率和資源消耗，評(píng)價(jià)擁塞。
[0020]本發(fā)明區(qū)分了不同QoS需求的擁塞控制算法，該算法通過(guò)一下三個(gè)步驟，可解決一體化視頻檢測(cè)系統(tǒng)中的傳感器信號(hào)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)膿砣麊?wèn)題:
[0021]1、根據(jù)基于權(quán)重的Buffer Difference作為擁塞產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)；
[0022]2、動(dòng)態(tài)估計(jì)信道的當(dāng)前狀態(tài)，并調(diào)整節(jié)點(diǎn)的發(fā)送速率，使信道的利用率達(dá)到最優(yōu)；
[0023]3、靈活的隊(duì)列調(diào)度策略，根據(jù)隊(duì)列的增長(zhǎng)速度和數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級(jí)，調(diào)整丟包策略。
【附圖說(shuō)明】
[0024]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0025]圖1為本發(fā)明傳感器網(wǎng)絡(luò)擁塞控制方法的實(shí)時(shí)傳感器網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0027]針對(duì)道路交通監(jiān)測(cè)應(yīng)用，參考TCP/IP協(xié)議體系結(jié)構(gòu)，結(jié)合現(xiàn)有的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧，本發(fā)明提出如圖1所示的實(shí)時(shí)傳感器網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。該網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧模型，既保持傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)模塊化分層、結(jié)構(gòu)清晰的特點(diǎn)。又在實(shí)時(shí)性、可靠性等Q0S參數(shù)上采取跨層機(jī)制，較好地考慮了傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，能夠提高網(wǎng)絡(luò)的效率。該協(xié)議棧的特點(diǎn)是:
[0028]1、各種類(lèi)型的服務(wù)有不同的QoS要求，因此應(yīng)根據(jù)各個(gè)應(yīng)用不同的服務(wù)要求，采取相應(yīng)的資源分配策略。因此，在傳統(tǒng)的傳感器網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中增加了 QoS要求(Qosdemands)、資源分配策略(resource allocat1n strategy)模塊，以區(qū)分不同的服務(wù)等級(jí)。
[0029]2、在MAC及路由協(xié)議上，采取了多種協(xié)議并存的方法，根據(jù)業(yè)務(wù)需要，及網(wǎng)絡(luò)負(fù)載，動(dòng)態(tài)切換協(xié)議，以提高網(wǎng)絡(luò)的效率。例如，在重負(fù)載時(shí)，采用TDMA的MAC協(xié)議，提高網(wǎng)絡(luò)的吞吐量，在輕負(fù)載并且數(shù)據(jù)的優(yōu)先級(jí)較低時(shí)，采用CSMA的MAC協(xié)議，以降低協(xié)議本身的復(fù)雜度，提高網(wǎng)絡(luò)效率。
[0030]3、在對(duì)數(shù)據(jù)包的調(diào)度上，添加了速率控制模塊，根據(jù)收集得到的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息，調(diào)整數(shù)據(jù)包的發(fā)送速率，以免網(wǎng)絡(luò)發(fā)生擁塞。
[0031]4、在層間調(diào)度上，提供了層間接口，既保持了分層的特點(diǎn)，每一層，又可跨層訪問(wèn)其它層的信息，提高了網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行效率。
[0032]根據(jù)圖示的實(shí)時(shí)傳感器網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的傳感器網(wǎng)絡(luò)擁塞控制方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中道路監(jiān)測(cè)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的匯聚節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)關(guān)處發(fā)生擁塞的問(wèn)題。
[0033]本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0034]一種傳感器網(wǎng)絡(luò)擁塞控制方法，其包括如下處理步驟:
[0035]步驟A:根據(jù)鄰居節(jié)點(diǎn)緩沖區(qū)、當(dāng)前數(shù)據(jù)包的數(shù)量，預(yù)測(cè)信道利用率，建立可匹配不同區(qū)域帶寬的擁塞預(yù)測(cè)模型；
[0036]步驟B:根據(jù)擁塞控制算法區(qū)分不同QoS需求；
[0037]步驟C:若判斷為瞬間擁塞，則采用持續(xù)性擁塞解決方案；若判斷為緩沖區(qū)溢出擁塞，則采用爭(zhēng)搶信道擁塞的方案。
[0038]優(yōu)選地，所述擁塞控制算法包括如下步驟:
[0039]步驟Al:根據(jù)基于不同權(quán)重的緩沖區(qū)數(shù)據(jù)作為擁塞的標(biāo)準(zhǔn)；
[0040]步驟A2:動(dòng)態(tài)預(yù)估信道的當(dāng)前狀態(tài)，并調(diào)整節(jié)點(diǎn)的發(fā)送速率，使信道的利用率達(dá)至丨J最聞;
[0041]步驟A3:根據(jù)隊(duì)列增長(zhǎng)速度和數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級(jí)，調(diào)整緩沖區(qū)的隊(duì)列順序。
[0042]優(yōu)選地，其還包括如下步驟:
[0043]步驟D:根據(jù)抑制發(fā)送速率和資源消耗，評(píng)價(jià)擁塞。
[0044]本發(fā)明區(qū)分了不同QoS需求的擁塞控制算法，該算法通過(guò)一下三個(gè)步驟，可解決一體化視頻檢測(cè)系統(tǒng)中的傳感器信號(hào)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)膿砣麊?wèn)題:
[0045]1、根據(jù)基于權(quán)重的Buffer Difference作為擁塞產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)；
[0046]2、動(dòng)態(tài)估計(jì)信道的當(dāng)前狀態(tài)，并調(diào)整節(jié)點(diǎn)的發(fā)送速率，使信道的利用率達(dá)到最優(yōu)；
[0047]3、靈活的隊(duì)列調(diào)度策略，根據(jù)隊(duì)列的增長(zhǎng)速度和數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級(jí)，調(diào)整丟包策略。
[0048]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種傳感器網(wǎng)絡(luò)擁塞控制方法，其特征在于，其包括如下處理步驟: 步驟A:根據(jù)鄰居節(jié)點(diǎn)緩沖區(qū)、當(dāng)前數(shù)據(jù)包的數(shù)量，預(yù)測(cè)信道利用率，建立可匹配不同區(qū)域帶寬的擁塞預(yù)測(cè)模型； 步驟B:根據(jù)擁塞控制算法區(qū)分不同QoS需求； 步驟C:若判斷為瞬間擁塞，則采用持續(xù)性擁塞解決方案；若判斷為緩沖區(qū)溢出擁塞，則采用爭(zhēng)搶信道擁塞的方案。
2.如權(quán)利要求1所述的傳感器網(wǎng)絡(luò)擁塞控制方法，其特征在于，所述擁塞控制算法包括如下步驟: 步驟Al:根據(jù)基于不同權(quán)重的緩沖區(qū)數(shù)據(jù)作為擁塞的標(biāo)準(zhǔn)； 步驟A2:動(dòng)態(tài)預(yù)估信道的當(dāng)前狀態(tài)，并調(diào)整節(jié)點(diǎn)的發(fā)送速率，使信道的利用率達(dá)到最聞; 步驟A3:根據(jù)隊(duì)列增長(zhǎng)速度和數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級(jí)，調(diào)整緩沖區(qū)的隊(duì)列順序。
3.如權(quán)利要求1所述的傳感器網(wǎng)絡(luò)擁塞控制方法，其特征在于，其還包括如下步驟: 步驟D:根據(jù)抑制發(fā)送速率和資源消耗，評(píng)價(jià)擁塞。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明的傳感器網(wǎng)絡(luò)擁塞控制方法，其包括如下處理步驟：步驟A：根據(jù)鄰居節(jié)點(diǎn)緩沖區(qū)、當(dāng)前數(shù)據(jù)包的數(shù)量，預(yù)測(cè)信道利用率，建立可匹配不同區(qū)域帶寬的擁塞預(yù)測(cè)模型；步驟B：根據(jù)擁塞控制算法區(qū)分不同QoS需求；步驟C：若判斷為瞬間擁塞，則采用持續(xù)性擁塞解決方案；若判斷為緩沖區(qū)溢出擁塞，則采用爭(zhēng)搶信道擁塞的方案。本發(fā)明通過(guò)區(qū)分不同QoS需求的擁塞控制算法，調(diào)整節(jié)點(diǎn)的發(fā)送速率和隊(duì)列調(diào)度，使信道的利用率達(dá)到最優(yōu)。
【IPC分類(lèi)】H04W28-06, H04W28-02
【公開(kāi)號(hào)】CN104780563
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410017268
【發(fā)明人】崔鯤
【申請(qǐng)人】廣州航天海特系統(tǒng)工程有限公司
【公開(kāi)日】2015年7月15日
【申請(qǐng)日】2014年1月14日