信道公平分配的局部拥塞控制算法

朱更明; 王志强; 李哲涛; 李仁发

doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2015169

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

信道公平分配的局部拥塞控制算法

学术论文 | 更新时间：2024-06-05

- 信道公平分配的局部拥塞控制算法
- Local congestion control algorithm with fair channel allocation
- 通信学报 2015年36卷第4期页码：9-18
- 作者机构：
  
  1. 湖南科技大学计算机科学与工程学院，湖南湘潭 411201
  2. 湘潭大学信息工程学院，湖南湘潭 411105
  3. 国防科学技术大学计算机学院，湖南长沙 410073
  4. 湖南大学信息科学与工程学院，湖南长沙 410082
- 作者简介：
  
  [ "朱更明（1967-），男，湖南邵阳人，湖南科技大学教授、硕士生导师，主要研究方向为无线传感器网络安全、图像处理。" ]
  [ "王志强（1989-），男，湖南长沙人，湖南科技大学硕士生，主要研究方向为无线传感器网络。" ]
  [ "李皙涛[通信作者]（1980-），男，湘潭大学副教授、硕士生导师，主要研究方向为无线网络、压缩感知。E-mail:liztchina@hotmail.com。" ]
  [ "李仁发（1957-)，男，湖南宜章人，湖南大学教授、博士生导师，主要研究方向为嵌入式计算、无线网络。" ]
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金资助项目(61100215);国家自然科学基金资助项目(61311140261);国家自然科学基金资助项目(61379115);国家自然科学基金资助项目(61372049);湖南省自然科学基金委员会与湘潭市政府自然科学联合基金资助项目(12JJ9021);湖南省自然科学基金资助项目(13JJ8006);湖南省重点学科建设基金资助项目
- DOI：10.11959/j.issn.1000-436x.2015169
  中图分类号： TP393
- 网络出版日期：2015-04，
  
  纸质出版日期：2015-04-25
- 稿件说明：
移动端阅览
朱更明, 王志强, 李哲涛, 等. 信道公平分配的局部拥塞控制算法[J]. 通信学报, 2015,36(4):9-18.

Geng-ming ZHU, Zhi-qiang WANG, Zhe-tao LI, et al. Local congestion control algorithm with fair channel allocation[J]. Journal on communications, 2015, 36(4): 9-18.
朱更明, 王志强, 李哲涛, 等. 信道公平分配的局部拥塞控制算法[J]. 通信学报, 2015,36(4):9-18. DOI： 10.11959/j.issn.1000-436x.2015169.

Geng-ming ZHU, Zhi-qiang WANG, Zhe-tao LI, et al. Local congestion control algorithm with fair channel allocation[J]. Journal on communications, 2015, 36(4): 9-18. DOI： 10.11959/j.issn.1000-436x.2015169.

摘要

摘要：提出基于信道公平分配的局部拥塞控制算法FCA(fair channel allocation)，在缓解局部拥塞的同时增强信道分确性，FCA采用以节点实时缓存长度预测为基础的邻居节点缓存总长度和分组平均传输延迟作为检测指标的拥塞配的公平性。为减少获取邻居节点实时缓存信息的通信开销和提高以单一节点缓存是否溢出为检测模型的准检测模型。为避免使用独立拥塞通告消息增加信道负载，FCA采用在ACK控制帧中增加一个节点地址位携带拥塞信息。在去拥塞阶段，FCA采用基于实时缓存长度点和队列优先权值的信道分配机制保证公平传输和防止部分节因缓存增速过快导致溢出分组丢失。实验结果表明，FCA在碰撞次数、分组传递率、吞吐量和公平性等方面相比802.11、CODA和PCCP具有显著优势。

Abstract

A local congestion control algorithm with fair channel allocation (FCA) was presented to mitigate local congestion as well as to improve the fairness of channel utilization.In order to decrease the extra communication overhead for obtaining the real-time buffer length of neighbors and improve the accuracy of congestion detection model based on buffer occupancy of single node，FCA presented a new model considers the total buffer length of neighbors with predict-based mechanism for real-time buffer occupancy and the average transmission time of packet.To avoid deteriorating congestion with an explicit notified package，FCA embedded an additional node address to the ACK control frame to carry congestion information.During the congestion alleviation stage，FCA presented a fair channel allocation mechanism based on real-time buffer occupancy and queue priority to prevent some nodes from overflowing resulting in package loss due to the growth of buffer fast.Simulation results show that the proposed protocol has comparative advantages compare with 802.11，CODA and PCCP in terms of collision，package delivery ratio，throughput and fairness.

关键词

Keywords

references

马华东，陶丹 . 多媒体传感器网络及其研究进展 [J ] . 软件学报， 2006 ， 17 ( 9 ): 2013 - 2028 .

MA H D ， TAO D . Multimedia sensor network and its research progresses [J ] . Journal of Software ， 2006 ， 17 ( 9 ): 2013 - 2028 .

李皙涛，王志强，朱更明，等 . WSN 中状态轮换分组的数据收集MAC协议 [J ] . 计算机研究与发展， 2014 ， 51 ( 6 ): 1167 - 1175 .

LI Z T ， WANG Z Q ， ZHU G M ， et al . A data gathering MAC protocol based on state translation and grouping for WSN [J ] . Journal of Computer Research and Development ， 2014 ， 51 ( 6 ): 1167 - 1175 .

李国华，李建中，高宏 . ε-近似和加权公平性保证的无线传感器网络拥塞控制算法 [J ] . 计算机学报， 2011 ， 34 ( 11 ): 2197 - 2210 .

LI G H ， LI J Z ， GAO H . ε-approximation and weighted fairness guaranteed congestion control algorithm for wireless sensor networks [J ] . Chinese Journal of Computers ， 2011 ， 34 ( 11 ): 2197 - 2210 .

孙利民，李波，周新运 . 无线传感器网络的拥塞控制技术 [J ] . 计算机研究与发展， 2008 ， 45 ( 1 ): 63 - 72 .

SUN L M ， LI B ， ZHOU X Y . A survey of congestion control technology for wireless sensor networks [J ] . Journal of Computer Research and Development ， 2008 ， 45 ( 1 ): 63 - 72 .

李皙涛，朱更明，王志强，等 . 低占空比，低碰撞的异步无线传感器网络 MAC 协议 [J ] . 通信学报， 2013 ， 34 ( 10 ): 9 - 16 .

LI Z T ， ZHU G M ， WANG Z Q ， et al . Low duty cycle and low collision asynchronous MAC protocol for wireless sensor network [J ] . Journal on Communications ， 2013 ， 34 ( 10 ): 9 - 16 .

IEEE.IEEE standard 802.11-wireless LAN medium access control (MAC) and physical layer (PHY) specifications [S ] . IEEE P802.11/1997 ， 1997 .

WAN C Y ， EISENMAN S B ， CAMPBELL A T . CODA:congestion detection and avoidance in sensor networks [A ] . Proceedings of the 1st International Conference on Embedded Networked Sensor Systems [C ] . Los Angeles，USA ， 2003 . 266 - 279 .

CHIU D M ， JAIN R . Analysis of the increase and decrease algorithms for congestion avoidance in computer networks [J ] . Computer Networks and ISDNS ystems ， 1989 ， 17 ( 1 ): 1 - 14 .

WANG C ， SOHRABY K ， LAWRENCE V ， et al . Priority-based congestion control in wireless sensor networks [A ] . IEEE International Conference on Senson Network [C ] . Taichung ， 2006 . 1 - 8 .

LIANG L ， GAO D ， QIN Y ， et al . An adaptive congestion-aware MAC protocol for wireless sensor networks [A ] . IEEE International Conference on Broadband Network & Multimedia Technology [C ] . Beijing，China ， 2010 . 1074 - 1078 .

BRAHMA S ， CHATTERJEE M ， KWIAT K ， et al . Traffic management in wireless sensor networks:decoupling congestion control and fairness [J ] . Computer Communications ， 2012 ， 35 ( 6 ): 670 - 681 .

LINDSEY S ， RAGHAVENDRA C ， SIVALINGAM K M . Data gathering algorithms in sensor networks using energy metrics [J ] . IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems ， 2002 ， 13 ( 9 ): 924 - 935 .

许立波，吴国新 . 基于时序推断的拥塞控制策略的性能分析 [J ] . 计算机学报， 2007 ， 30 ( 12 ): 1639 - 1644 .

XU L B ， WU G X . Analysis on congestion control strategy based on time series deduction [J ] . Chinese Journal of Computers ， 2007 ， 30 ( 12 ): 1639 - 1644 .

浏览量

1204

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

基于链路容量的多路径拥塞控制算法

基于网络效用最大化理论的分布式车联网拥塞控制策略

低占空比、低碰撞的异步无线传感器网络MAC协议

一种兼顾信道条件和公平性的无线分组丢弃算法

数据处理单元赋能的智算中心网络拥塞控制机制