無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)擁塞控制的路由算法分析

李路偉， 楊洪勇

（魯東大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院，煙臺(tái) 264025）

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)擁塞控制的路由算法分析

李路偉， 楊洪勇

（魯東大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院，煙臺(tái) 264025）

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的覆蓋范圍有限，因而采用多跳路由傳輸方式.無(wú)線自組網(wǎng)中的多跳路由是由普通節(jié)點(diǎn)協(xié)作完成的，選擇不同的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)，會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的信息傳輸產(chǎn)生不同的影響.對(duì)不同路由（洪泛路由、最短路徑等）算法下的網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)擁塞控制進(jìn)行了分析，研究了不同路由算法下的網(wǎng)絡(luò)性能和擁塞控制效果.根據(jù)節(jié)點(diǎn)跳數(shù)與緩存占用的關(guān)系，提出一種基于節(jié)點(diǎn)跳數(shù)和緩存占用的性能函數(shù)的改進(jìn)最短路徑算法，算法選取使性能函數(shù)值最小的節(jié)點(diǎn)作為轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn).最后，通過(guò)實(shí)驗(yàn)比較了最短路徑算法與改進(jìn)路由算法的網(wǎng)絡(luò)性能，發(fā)現(xiàn)改進(jìn)路由算法相比最短路徑算法，具有較好的網(wǎng)絡(luò)性能和服務(wù)質(zhì)量.

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)；自適應(yīng)；擁塞控制；路由算法

與物理世界緊密結(jié)合的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有局部區(qū)域大規(guī)模部署、節(jié)點(diǎn)資源有限、無(wú)線帶寬小、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)變化等特點(diǎn)［1］.此外，還具有多對(duì)一的通信方式、無(wú)線鏈路的相互干擾、網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)變化和資源受限等特性，使得無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)極易產(chǎn)生擁塞，嚴(yán)重影響網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量和生存周期，因此擁塞控制成為保障無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)之一［2-5］.

網(wǎng)絡(luò)路由是指設(shè)備從一個(gè)接口上收到數(shù)據(jù)包，并根據(jù)數(shù)據(jù)包的目的地址進(jìn)行定向并轉(zhuǎn)發(fā)到另一個(gè)接口的過(guò)程.在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用中，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都是一個(gè)終端，其路由問(wèn)題就是產(chǎn)生數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)如何通過(guò)其它節(jié)點(diǎn)與sink節(jié)點(diǎn)建立起鏈接的問(wèn)題［6-9］.

目前，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用環(huán)境千差萬(wàn)別，使得沒(méi)有一個(gè)路由機(jī)制適合所有的應(yīng)用，因此無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議具有很強(qiáng)的應(yīng)用相關(guān)性.另外，WSNs（wireless sensor networks）節(jié)點(diǎn)隨機(jī)分布，是以數(shù)據(jù)為中心的網(wǎng)絡(luò)，所以傳統(tǒng)的無(wú)線路由協(xié)議在此并不適用.進(jìn)而，根據(jù)不同應(yīng)用對(duì)WSNs敏感性要求的不同，可將無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議分為以下5種類(lèi)型：數(shù)據(jù)查詢(xún)路由、能量最優(yōu)路由、位置信息路由、可靠路由和可編程路由［10］.總的來(lái)說(shuō)，目前WSNs路由技術(shù)的研究還僅僅處于起步階段，雖然發(fā)展迅速、成果顯著，但距離很好地支持更高要求的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，還有很大的差距［11-13］.

本文將路由技術(shù)與擁塞控制技術(shù)二者結(jié)合起來(lái)考慮，比較了洪泛路由、最短路徑算法下自適應(yīng)擁塞控制的網(wǎng)絡(luò)性能.針對(duì)最短路徑算法存在的不足之處，提出一種基于跳數(shù)和緩存占用的改進(jìn)路由算法，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)比較和分析了最短路徑算法與改進(jìn)路由算法在自適應(yīng)擁塞控制下的網(wǎng)絡(luò)性能.

1 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)擁塞控制

在研究中，假設(shè)在一定區(qū)域內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)隨機(jī)自組形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)模型.此時(shí)，一個(gè)節(jié)點(diǎn)可以與多個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信.實(shí)際應(yīng)用中，通常采用播撒一定數(shù)量節(jié)點(diǎn)到某一區(qū)域內(nèi)的做法來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)某一區(qū)域特定事件的觀測(cè)，這個(gè)時(shí)候的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)趨向?yàn)閳D1所示的網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu).

本文將以網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為模型，進(jìn)行不同路由算法下基于自適應(yīng)擁塞控制的研究.假設(shè)擁塞調(diào)節(jié)策略為帶上、下跳節(jié)點(diǎn)協(xié)同進(jìn)行擁塞調(diào)節(jié)的機(jī)制，該擁塞控制算法包含以下幾部分：

圖1 網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖Fig.1 Mesh topology diagram

a.節(jié)點(diǎn)發(fā)送分組之前，判斷是否有增加發(fā)送速率的請(qǐng)求.

令request表示節(jié)點(diǎn)增加發(fā)送速率的請(qǐng)求.當(dāng)request=1時(shí)，有增加發(fā)送速率的請(qǐng)求；否則，請(qǐng)求無(wú)效，按原速率進(jìn)行發(fā)送.

其中，breg表示節(jié)點(diǎn)緩存占用，b2是算法中對(duì)節(jié)點(diǎn)緩存空間進(jìn)行劃分的標(biāo)記值之一，此外還有b 1和b 3.b 1，b 2，b 3依次增大，主要用來(lái)對(duì)緩存空間進(jìn)行劃分，便于節(jié)點(diǎn)根據(jù)緩存占用處于不同的劃分區(qū)間對(duì)傳輸速率、操作請(qǐng)求等進(jìn)行自適應(yīng)控制. request＿send（）表示請(qǐng)求發(fā)送操作，packet＿send（）為分組發(fā)送操作，ratio＿present表示節(jié)點(diǎn)的當(dāng)前分組發(fā)送速率.

b.接收節(jié)點(diǎn)對(duì)增加發(fā)送速率的請(qǐng)求作出反饋.

假設(shè)允許節(jié)點(diǎn)增加發(fā)送速率的最大值為ratio＿initial，gain＿range表示允許增加發(fā)送速率的幅度.

其中，β1是在研究中預(yù)設(shè)的兩個(gè)擁塞閾值之一；另一個(gè)閾值為β2，兩者依次增大，主要用來(lái)控制緩存占用的擁塞程度；β表示節(jié)點(diǎn)的擁塞程度.首先，判斷是否有增加發(fā)送速率的請(qǐng)求.若request= 1，有請(qǐng)求，此時(shí)，若接收節(jié)點(diǎn)緩存占用的值breg∈［0，b1），則此時(shí)發(fā)送節(jié)點(diǎn)發(fā)送速率增加的幅度為一個(gè)平均值，即ratio＿initial*β1／node＿max；若接收節(jié)點(diǎn)緩存占用的值breg∈［b1，b2），則將擁塞閾值β1與節(jié)點(diǎn)當(dāng)前擁塞程度β間的差值在多個(gè)發(fā)送節(jié)點(diǎn)間進(jìn)行平均分配，并乘上發(fā)送速率增加的最大值.node＿max表示可以發(fā)送分組到該節(jié)點(diǎn)的所有鄰居節(jié)點(diǎn)數(shù)目.若接收節(jié)點(diǎn)緩存占用的值breg∈［b 2，∞），則拒絕節(jié)點(diǎn)請(qǐng)求，不允許增加.request＿feedback（）表示請(qǐng)求反饋函數(shù).

c.節(jié)點(diǎn)收到分組后，根據(jù)緩存占用breg計(jì)算擁塞程度值β.β計(jì)算算法［14］為

其中，breg表示節(jié)點(diǎn)緩存占用，bi（i=1，2，3），β1與β2如前所述.

d.根據(jù)節(jié)點(diǎn)擁塞程度β，執(zhí)行速率調(diào)節(jié)算法，計(jì)算下一分組接收的最大速率.分組速率調(diào)節(jié)算法為

其中，初始分組發(fā)送速率為ratio＿initial.packet＿lose（x）表示分組丟棄操作，x∈（0，1），表示節(jié)點(diǎn)將以x*ratio＿initial的速度丟棄分組.參數(shù)a，b是預(yù)設(shè)的兩個(gè)分組丟失比例，取值較大時(shí)，節(jié)點(diǎn)丟棄分組的速率也會(huì)很大，有助于迅速減小緩存占用.下一分組發(fā)送時(shí)，只準(zhǔn)許分組發(fā)送速率小于或等于ratio.

2 3種路由算法下的自適應(yīng)擁塞控制性能分析

對(duì)3種不同的路由算法：Flooding算法、Gossiping算法、最短路徑算法（Shortest）進(jìn)行分析，比較基于網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)擁塞控制下3種路由算法的性能.

2.1 3種路由算法簡(jiǎn)介

Flooding是一種較傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信路由協(xié)議. Flooding算法對(duì)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和相關(guān)的路由計(jì)算并沒(méi)有要求，所以其路由算法下的節(jié)點(diǎn)采用廣播方式來(lái)傳遞分組.為克服Flooding算法的固有缺陷，Hedetniemi等［15］提出閑聊式策略Gossiping算法，使用隨機(jī)性原則，即節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)不再采用廣播形式，而是隨機(jī)選取一個(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)它接收到的數(shù)據(jù)副本.最短路徑算法可以使每個(gè)節(jié)點(diǎn)在分組發(fā)送之前，選擇最小跳數(shù)的節(jié)點(diǎn)作為轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)，繼而完成分組的發(fā)送和接收工作.

由于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)多跳的數(shù)據(jù)傳輸方式，其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)更像是一個(gè)分布式動(dòng)態(tài)系統(tǒng).本文基于有向圖的基本理論對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行建模.

2.2 3種路由算法下的自適應(yīng)擁塞控制性能分析

通過(guò)比較自適應(yīng)擁塞調(diào)節(jié)機(jī)制下3種路由算法的網(wǎng)絡(luò)性能，分析產(chǎn)生性能差異的原因，如圖2所示.

假設(shè)100個(gè)節(jié)點(diǎn)隨機(jī)均勻地播撒在100 m×100 m的方形區(qū)域內(nèi)，sink節(jié)點(diǎn)位于該方形區(qū)域的右邊界中點(diǎn)上.每次實(shí)驗(yàn)隨機(jī)選取20，40，60或80個(gè)節(jié)點(diǎn)作為源節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分組的發(fā)送.節(jié)點(diǎn)緩存隊(duì)列劃分：b1= 200，b2=400，b3=500；節(jié)點(diǎn)緩存最大容量：cache= 600；擁塞閾值：β1=0.4，β2=0.6；分組丟棄比例：a= 0.1，b=0.3；節(jié)點(diǎn)初始分組發(fā)送速率：ratio＿initial= 10；源節(jié)點(diǎn)數(shù)目：source node-num=20／40／60／80；所有節(jié)點(diǎn)數(shù)目：sum-node-num=100；sink數(shù)目：sink-num=1；網(wǎng)絡(luò)發(fā)送packets任務(wù)：400／node；分布區(qū)域面積：100 m×100 m.

圖2 3種路由算法的網(wǎng)絡(luò)性能對(duì)比圖Fig.2 Network performance comparison between the three routing algorithms

圖2（a），（b）分別表示3種路由算法下，隨機(jī)選取源節(jié)點(diǎn)數(shù)目為20，40，60，80時(shí)，網(wǎng)絡(luò)的吞吐量和分組丟失率對(duì)比圖.由圖2（a）可知，最短路徑算法的網(wǎng)絡(luò)吞吐量要高于Gossiping算法而低于Flooding算法.由于Flooding算法下，節(jié)點(diǎn)在進(jìn)行分組傳輸時(shí)，除對(duì)其發(fā)送分組的節(jié)點(diǎn)外，節(jié)點(diǎn)會(huì)向其所有鄰居節(jié)點(diǎn)發(fā)送相同數(shù)目的分組，該做法會(huì)使網(wǎng)絡(luò)中分組數(shù)量成倍增加，網(wǎng)絡(luò)吞吐量大幅增長(zhǎng).而Gossiping算法使用隨機(jī)性原則，放棄廣播形式，隨機(jī)選取一個(gè)鄰居節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)分組，相比Flooding算法，網(wǎng)絡(luò)吞吐量下降較大.最短路徑算法介于兩者之間，選取到sink節(jié)點(diǎn)的最短路徑節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分組傳輸，相比Gossiping算法，網(wǎng)絡(luò)吞吐量有所增加.

由圖2（b）可見(jiàn)，F(xiàn)looding算法下的分組丟失率一直很高.而最短路徑算法在分組丟失率上要明顯好于Flooding算法，且與Gossiping算法接近.由于“消息”內(nèi)爆，F(xiàn)looding算法會(huì)產(chǎn)生大量分組丟失.與之相比，Gossiping策略解決了“消息”內(nèi)爆問(wèn)題，降低了分組丟失率.最后，最短路徑算法具有實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、路徑最短、時(shí)延最短等優(yōu)點(diǎn)，能夠?qū)⒎纸M快速傳遞到sink節(jié)點(diǎn)，但也存在某一路徑節(jié)點(diǎn)傳輸壓力過(guò)大，造成分組大量丟失的問(wèn)題.因而在保證分組快速傳輸?shù)耐瑫r(shí)，解決某一路徑負(fù)載過(guò)重問(wèn)題，有利于改善最短路徑算法的網(wǎng)絡(luò)性能.

3 改進(jìn)最短路徑算法下的擁塞控制

通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，最短路徑算法在節(jié)點(diǎn)選擇時(shí)，可能會(huì)選擇緩存空間剩余較小的節(jié)點(diǎn)作為其接下來(lái)的分組轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)，而這無(wú)疑會(huì)增加節(jié)點(diǎn)的擁塞處理壓力，造成分組的丟失.針對(duì)最短路徑算法的上述不足之處，提出一種基于節(jié)點(diǎn)跳數(shù)和緩存占用的改進(jìn)最短路徑算法（Modified Shortest）.

基于有向圖的基本理論對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行建模.假設(shè)n階加權(quán)有向圖G（V，E，K），其中，節(jié)點(diǎn)集V=｛vi｝，i∈L=｛1，2，…，n｝，邊集E=｛eij=（i，j）｝，加權(quán)鄰接矩陣K=（kij）∈?n*n（kij≥0，i，j∈L且i≠j）.

3.1 改進(jìn)最短路徑算法

基于節(jié)點(diǎn)跳數(shù)和緩存占用的路由算法，通過(guò)將跳數(shù)與下一跳節(jié)點(diǎn)緩存占用兩者綜合考慮，實(shí)現(xiàn)適當(dāng)降低傳輸速率的同時(shí)，緩解某一路徑傳輸壓力，降低分組丟失率的目的.

改進(jìn)最短路徑算法以緩存占用和節(jié)點(diǎn)跳數(shù)的函數(shù)weight（pocketnum，hopcount）為依據(jù)，動(dòng)態(tài)確定路由路徑，主要包括以下幾個(gè)部分：

a.緩存占用與節(jié)點(diǎn)跳數(shù)的性能函數(shù)

如分組發(fā)送節(jié)點(diǎn)為S，其鄰居節(jié)點(diǎn)分別為A，B，C，則它們的緩存占用與節(jié)點(diǎn)跳數(shù)分別為packetnum＿A，packetnum＿B，packetnum＿C和hopcount＿A，hopcount＿B，hopcount＿C.節(jié)點(diǎn)在完成分組發(fā)送或接收后，計(jì)算其weight（packetnum，hopcount）值，權(quán)值計(jì)算公式為

其中，max＿h(yuǎn)opcount表示節(jié)點(diǎn)到sink的最大跳數(shù).α表示控制函數(shù)值weight對(duì)節(jié)點(diǎn)跳數(shù)和緩存占用的側(cè)重程度，α愈大，對(duì)跳數(shù)越為側(cè)重，相應(yīng)傳輸速度也大；反之，則小.cache表示節(jié)點(diǎn)的緩存大小.顯然，節(jié)點(diǎn)權(quán)值不再是一個(gè)預(yù)先設(shè)計(jì)好的定值而是一個(gè)隨網(wǎng)絡(luò)狀況不斷變化的自適應(yīng)值.

b.請(qǐng)求weight值

節(jié)點(diǎn)發(fā)送分組前，請(qǐng)求各鄰居節(jié)點(diǎn)的weight值，鄰居節(jié)點(diǎn)反饋weight值請(qǐng)求

其中，weight＿request表示對(duì)鄰居節(jié)點(diǎn)weight值的查詢(xún)請(qǐng)求.節(jié)點(diǎn)反饋查詢(xún)請(qǐng)求，將自己的weight值發(fā)送給請(qǐng)求節(jié)點(diǎn).

c.確定轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)

節(jié)點(diǎn)S在收到3個(gè)鄰居節(jié)點(diǎn)的weight值weight＿A，weight＿B，weight＿C后，執(zhí)行算法為

其中，mini＿weight表示最小weight值，節(jié)點(diǎn)S根據(jù)比較，選定weight值最小的節(jié)點(diǎn)，并向其發(fā)送分組.weight值愈小，說(shuō)明其距離sink節(jié)點(diǎn)愈近或分組占用緩存越少.節(jié)點(diǎn)選定其下一跳節(jié)點(diǎn)后，完成分組的發(fā)送，相應(yīng)的下一跳節(jié)點(diǎn)完成分組的接收. choose（）為節(jié)點(diǎn)選取操作.

假設(shè)α=0.8，cache=20，各節(jié)點(diǎn)緩存占用packetnum=10時(shí)，根據(jù)前述算法，可以得到類(lèi)似圖3所示的節(jié)點(diǎn)weight值.

圖3 改進(jìn)最短路徑算法下分組傳輸Fig.3 Packet transmission of improved shortest path algorithm

由圖3可以看到，從源節(jié)點(diǎn)到匯聚節(jié)點(diǎn)sink，需要經(jīng)過(guò)多個(gè)中間節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有一個(gè)weight值，該值由上述算法計(jì)算得到.分組發(fā)送時(shí)，選擇weight值最小的節(jié)點(diǎn)作為其下一跳節(jié)點(diǎn)，即值為0.3的節(jié)點(diǎn).對(duì)于sink，假定其緩存無(wú)限，故其緩存大小可以始終設(shè)為0，所以其權(quán)值也為0.

由求最短路徑的Dijkstra算法可以得知，分組總是可以在一次傳遞過(guò)程中，找到一條到達(dá)sink節(jié)點(diǎn)的最短路徑，而這條路徑則是改進(jìn)后的最短路徑.

3.2 改進(jìn)最短路徑算法下自適應(yīng)擁塞控制性能分析

實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)隨機(jī)選取一定數(shù)量的源節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分組的發(fā)送，比較基于節(jié)點(diǎn)跳數(shù)和緩存占用算法與最短路徑算法的網(wǎng)絡(luò)吞吐量和分組丟棄率.

假設(shè)100個(gè)節(jié)點(diǎn)隨機(jī)均勻地播撒在100 m× 100 m的方形區(qū)域內(nèi)，sink節(jié)點(diǎn)位于該方形區(qū)域的右邊界中點(diǎn)上.實(shí)驗(yàn)設(shè)置與上一實(shí)驗(yàn)相同.此外，α的取值為0.8.

圖4（見(jiàn)下頁(yè)）給出了不同路由算法下，隨機(jī)選取源節(jié)點(diǎn)數(shù)目為20，40，60，80時(shí)，網(wǎng)絡(luò)采用自適應(yīng)擁塞控制機(jī)制所得到的網(wǎng)絡(luò)性能比較圖.

由圖4（a）可見(jiàn)，隨著源節(jié)點(diǎn)數(shù)目的增多，兩種算法的網(wǎng)絡(luò)吞吐量都不斷增加，但超過(guò)一定的節(jié)點(diǎn)數(shù)量后，改進(jìn)算法的網(wǎng)絡(luò)吞吐量要高于最短路徑算法.由圖4（b）可以看出，隨著源節(jié)點(diǎn)數(shù)目的增多，兩者的分組丟失率都在不斷上升，但很顯然，改進(jìn)最短路徑算法的分組丟失率要低于最短路徑算法.其中，“Shortest”表示最短路徑算法，“Modified shortest”表示改進(jìn)最短路徑算法.由圖4不難看出，選取相同數(shù)目源節(jié)點(diǎn)的情況下，改進(jìn)最短路徑算法的網(wǎng)絡(luò)性能相比最短路徑算法要好一些.改進(jìn)最短路徑算法，在下一跳節(jié)點(diǎn)的選擇上，側(cè)重于選擇那些緩存空間剩余較多的節(jié)點(diǎn)，以避免過(guò)多分組的丟失，由此，在網(wǎng)絡(luò)性能上較最短路徑算法要好.

圖4 兩種路由算法下的網(wǎng)絡(luò)性能對(duì)比圖Fig.4 Network performance comparison of the two routing algorithms

4 總 結(jié)

首先分析了Flooding、Gossiping、最短路徑等路由算法在自適應(yīng)擁塞控制機(jī)制下的網(wǎng)絡(luò)性能.然后，由于最短路徑算法可能導(dǎo)致某一路徑節(jié)點(diǎn)負(fù)載過(guò)重，綜合考慮節(jié)點(diǎn)跳數(shù)與緩存占用，提出一種改進(jìn)最短路徑算法，并以圖論思想予以證明和討論.最后，通過(guò)實(shí)驗(yàn)比較了最短路徑算法與改進(jìn)最短路徑算法的網(wǎng)絡(luò)性能，發(fā)現(xiàn)基于自適應(yīng)擁塞控制機(jī)制下的改進(jìn)最短路徑算法相比最短路徑算法，具有較好的網(wǎng)絡(luò)性能.

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（編輯： 丁紅藝）

Analysis on Routing Algorithms of Adaptive Congestion Control of Wireless Sensor Networ ks

LILu-wei， YANGHong-yong
（College of Information and Electrical Engineering，Ludong University，Yantai 264025，China）

Since the coverage of wireless sensor network nodes is limited，the transmission of multi-hop routing is adopted.The multi-hop routing of wireless ad hoc networks is realized by common nodes cooperation and selecting different forwarding nodes will have a different effect upon the information transmission.By analyzing the network adaptive congestion control with different routing algorithms such as the flooding routing and the shortest path algorithm，the performances of network and congestion control with different kinds of routing algorithms were studied.According to the relationship between hop count and cache occupied，a kind of improved shortest path algorithm based on the performance function of node hop count and cache occupied was proposed，where the node with minimum value of function was selected as the forwarding node.Experiment examples were used to compare the network performances of the shortest path algorithm and the modified routing algorithm.It is shown that the modified one has better network performance and service quality than the shortest path algorithm.

wireless sensor networks；adaptability；congestion control；routing algorithms

TP 3

A

1007-6735（2013）03-0215-06

2012-10-21

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（61273152）；山東自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（ZR2011M017）

李路偉（1988-），男，碩士研究生.研究方向：網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù).E-mail：luweili1988＠126.com

楊洪勇（1967-），男，教授.研究方向：網(wǎng)絡(luò)擁塞控制、復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)、多智能體協(xié)調(diào)控制等.E-mail：hyyang＠yeah.net