[发明专利]一种无线传感网缓解网络拥塞发生的控制方法

权利要求书

1.一种无线传感网缓解网络拥塞发生的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

a.网络部署和建立，布设和建立两层或两层以上的树状拓扑结构的无线传感器网络；

b.拥塞趋势的判断，网络中的节点或节点群判断其自身是否具有拥塞趋势，如果有拥塞趋势，则向网络中广播拥塞趋势信息；

c.处理与否的判断，激活路由所包含的节点在接收到拥塞趋势信息后，对具有拥塞趋势的节点是否为数据流将要流经的下一跳节点进行判断，如果不是，无需进行处理；如果是，则执行步骤d；

d.层间分流，根据具有拥塞趋势的节点的上一跳路径所处的网络覆盖层，选择不包含该具有拥塞趋势节点的其他网络覆盖层的路径对数据进行传输，以实现缓解拥塞发生的目的。

2.根据权利要求1所述的无线传感网缓解网络拥塞发生的控制方法，其特征在于，步骤a中所述的两层或两层以上的树状拓扑结构的无线传感器网络部署和建立包括以下步骤：

a-1.部署第一层网络，通过布设传感器节点、路由节点和中心节点，组建树状拓扑结构的第一层网络覆盖；

a-2.部署n层网络，根据需要部署的层数n，通过在第一层的相邻节点之间插入n-1个节点，来建立n层网络覆盖的无线传感器网络；其中n≥2；

a-3.建立网络一跳邻居列表，网络中的各节点通过广播HELLO信息，建立各自的一跳邻居列表；

a-4.修改当前邻居列表和创建新的邻居列表，网络中的各节点根据接收到的邻居节点的邻居列表信息，再结合自身的邻居列表信息，来建立具有远近标示的多个网络邻居列表；以实现与部署的n层网络覆盖相对应。

3.根据权利要求1或2所述的无线传感网缓解网络拥塞发生的控制方法，其特征在于，步骤b中所述网络中节点的拥塞趋势的判断采用节点中缓冲队列是否将充满为依据，其判断如下：

设                                                为在时刻t时节点的缓冲队列的占空比，将其定义为：

其中，为节点缓冲队列所包含的总的位数，为常量；为节点在时刻t在缓冲队列中实际容纳的排队信息所占的位数，为变量；并引入一个拥塞预测因子λ，它的取值范围介于0和1之间（0<λ<1）；当网络节点实际检测到的缓冲队列占空比达到或者超过预先设定的拥塞预测因子λ时，即判断该节点有拥塞发生的趋势，从该节点开始向网络广播拥塞趋势信息，这个信息以广播帧的形式发送，这个帧包括该节点的网络地址和有拥塞趋势发生的标志信息。

4.根据权利要求1或2所述的无线传感网缓解网络拥塞发生的控制方法，其特征在于，还包括以下步骤：

e.层内等分降速，在采用步骤d层间分流无法缓解网络拥塞趋势的情况下，采用层内等分降速的方案，即保持当前的路径不变，在当前的路径上降低数据流的传输速率，设降速前的数据传输速率是R，将其分成M等分，每次调节都降低，即第一次降速后传输速率降为,第二次降速后传输速率降为，以此类推；降速节点每次降速后都监听是否还有来自具有拥塞趋势节点的拥塞趋势信息广播，如果没有，则降速调节完成；如果还能继续接收到来自该节点的拥塞趋势广播信息，则继续进行降速，直至监听不到拥塞趋势广播信息为止；其中，数据传输速率R的单位为bit/s，M为大于等于1的正整数。

5.根据权利要求1或2所述的无线传感网缓解网络拥塞发生的控制方法，其特征在于，所述步骤c处理与否的判断中，对具有拥塞趋势的节点是否为数据流将要流经的下一跳节点的判断方法为：执行判断的节点根据收到的拥塞趋势信息，判断当前路由的下一跳网络节点的地址是否与具有拥塞趋势节点的网络地址相同，如果不相同，则具有拥塞趋势的节点不在数据流将要流经的下一跳节点上；如果相同，则表明具有拥塞趋势的节点在数据流将要流经的下一跳节点上，需要执行相应的层间分流或层内等分降速处理。

6.根据权利要求1或2所述的无线传感网缓解网络拥塞发生的控制方法，其特征在于，所述步骤d的层间分流中，选择不包含该具有拥塞趋势节点的路径的方法为：执行判断的节点通过判断其路由表中是否有除具有拥塞趋势的节点之外的其他下一跳网络节点地址存在，如果有，选择一条进行分流传输；如果没有，则认为不能通过层间分流方法来缓解网络拥塞趋势的发生。