多媒體傳感器網(wǎng)絡QoS傳輸控制算法研究.pdf

1、廉價的CMOS微型攝像頭及麥克風的出現(xiàn)和傳感器網(wǎng)絡技術的發(fā)展為多媒體傳感器網(wǎng)絡的發(fā)展奠定了基礎。多媒體傳感器網(wǎng)絡具有感知媒體豐富、數(shù)據(jù)量大、處理任務復雜等顯著特點，能實現(xiàn)細粒度、精準信息的環(huán)境監(jiān)測，但其通信環(huán)境和多媒體應用的特點給傳感器網(wǎng)絡帶來了巨大的挑戰(zhàn)。首先，多媒體傳感器網(wǎng)絡必須保證多媒體數(shù)據(jù)的實時傳輸；其次，必須提供有QoS保障的區(qū)分服務；再者，必須改善現(xiàn)有機制應用于傳感器網(wǎng)絡面臨的傳輸性能的降低和吞吐量的下降。 本文針對

2、上述問題，研究適于多媒體傳感器網(wǎng)絡的QoS傳輸控制算法。本文的研究從三個方面展開：（1）基于能量均衡的實時路由協(xié)議的研究；（2）最大化網(wǎng)絡吞吐量的擁塞控制機制的研究；（3）基于流量預測的公平性業(yè)務調(diào)度算法的研究。這些工作得到了廣西研究生教育創(chuàng)新計劃項目“無線多媒體傳感器網(wǎng)絡QoS路由協(xié)議研究與實現(xiàn)”（2008106020812M257）的支持和資助。本文取得的研究成果包括如下幾個方面： （1）基于能量均衡的實時路由協(xié)議：充分考慮

3、節(jié)點的可靠性和剩余能量，提出基于地理位置路由的軟實時協(xié)議，利用MAC層設計的指導作用，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性，并盡量減少控制消息和數(shù)據(jù)重傳的開銷，以實現(xiàn)節(jié)點資源的充分有效使用。仿真試驗證明該路由算法很好地保證了數(shù)據(jù)實時傳輸，降低了通信能量的開銷。 （2）網(wǎng)絡吞吐量最大化的擁塞控制機制：與現(xiàn)有工作不同，采用基于節(jié)點的緩存隊列長度并結(jié)合擁塞增長系數(shù)來判斷擁塞的變化趨勢，以ACK確認消息的捎帶方式進行擁塞反饋和基于擁塞增長系數(shù)的帶寬分配

4、進行擁塞解除，并使用基于剩余價值的丟包策略來保證重要數(shù)據(jù)的可靠傳輸。仿真結(jié)果表明，該擁塞控制機制明顯降低了通信能耗，提高了網(wǎng)絡的價值吞吐量。 （3）服務感知的公平性業(yè)務調(diào)度算法：針對多媒體傳感器網(wǎng)絡中的兩種服務模式：基于異常事件驅(qū)動的服務模式和基于用戶查詢驅(qū)動的服務模式，分析了不同服務的流量模式，進而提出了基于流量預測的業(yè)務調(diào)度策略，采用流量預測的動態(tài)公平緩沖共享機制和速率控制算法實現(xiàn)兩類數(shù)據(jù)QoS的公平保障。仿真實驗表明，該算