基于模糊压缩感知的无线传感网络拥塞控制算法

来源：计算机应用杂志2015年第9期北京时间：

作者：甘峰浩, 牛玉刚, 贾廷纲

单位：1. 化工过程先进控制和优化技术教育部重点实验室(华东理工大学), 上海 200237;2. 上海电气集团股份有限公司 自动化事业部, 上海 200070

摘要：针对无线传感网络(WSN)的拥塞问题,提出了一种将模糊控制和压缩感知(CS)技术相结合来缓解无线传感网络拥塞的算法。首先,将压缩感知技术引进到无线传感网络的拥塞控制中,理论分析了压缩感知对缓解传感网络拥塞的效果,通过对采集数据进行压缩感知处理来减少网络冗余信息,从而缓解网络拥塞。其次,针对网络拥塞时压缩感知技术不能动态适应无线传感网络复杂环境的问题,设计了一种模糊-压缩感知的拥塞控制算法,该算法结合网络拥塞状况对压缩感知的观测矩阵维数进行动态调节,从而使压缩感知技术更好地适应传感网络拥塞状况的变化。该机制在不同的拥塞状况下能够提高网络吞吐量10%~50%,降低网络的丢包率10%~50%,减少网络时延将近5 s。通过NS2仿真表明,该机制对无线传感网络的拥塞缓解有较明显的效果。

关键词：无线传感网络,拥塞控制,压缩感知,模糊控制

基金资助：国家自然科学基金资助项目(61273073);上海市优秀技术带头人资助项目(14XD1420900)。