基于列車(chē)測(cè)試的Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)節(jié)能與QoS路由研究.pdf

1、隨著近幾年國(guó)內(nèi)高速動(dòng)車(chē)組的快速發(fā)展，列車(chē)檢測(cè)受到了更多的關(guān)注，于是越來(lái)越多新的檢測(cè)設(shè)備隨之出現(xiàn)以適應(yīng)現(xiàn)代的高鐵檢測(cè)。由于高速動(dòng)車(chē)組全密封性特點(diǎn)和無(wú)線技術(shù)、芯片發(fā)展的逐漸成熟，檢測(cè)設(shè)備也慢慢從有線傳輸向無(wú)線傳輸過(guò)渡。
　　 在無(wú)線組網(wǎng)時(shí)，常用到的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)是Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)。Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)是由一系列帶有無(wú)線收發(fā)裝置的動(dòng)態(tài)節(jié)點(diǎn)所形成的一個(gè)多跳臨時(shí)性自治系統(tǒng)。作為一個(gè)的不需要固定基礎(chǔ)設(shè)施特殊的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，它健壯性、簡(jiǎn)易性、快速組網(wǎng)、動(dòng)態(tài)

2、拓?fù)涞忍攸c(diǎn)十分適合列車(chē)環(huán)境下的測(cè)試。為了避免高速列車(chē)帶來(lái)的安全隱患，無(wú)線通信要同時(shí)滿(mǎn)足長(zhǎng)時(shí)間監(jiān)測(cè)和實(shí)時(shí)傳輸?shù)囊蟆５怯捎贏d Hoc網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)采用電池供電和共享無(wú)線信道的特性決定了能量和帶寬是Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中最稀缺的資源。當(dāng)某節(jié)點(diǎn)電池能量過(guò)快耗盡時(shí)，不但會(huì)使節(jié)點(diǎn)無(wú)法工作，甚至?xí)拐麄€(gè)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生分割；而當(dāng)帶寬不夠時(shí)，則數(shù)據(jù)傳輸會(huì)產(chǎn)生延遲，無(wú)法滿(mǎn)足實(shí)時(shí)性的要求。于是本文針對(duì)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)這兩個(gè)缺點(diǎn)，根據(jù)列車(chē)的運(yùn)行環(huán)境，對(duì)Ad Hoc

3、網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行改良，以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間和實(shí)時(shí)性的無(wú)線傳輸。
　　 本論文利用了國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的相關(guān)研究成果，在Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的AODV路由協(xié)議的基礎(chǔ)之上，提出了一種結(jié)合了服務(wù)QoS(服務(wù)質(zhì)量)和節(jié)能的路由協(xié)議PA.QoS.AODV(Power Aware QoS AODV)。在保證QoS方面，PA.QoS.AODV協(xié)議運(yùn)用跨層設(shè)計(jì)的思想來(lái)定義QoS的參數(shù)：以物理層的信號(hào)強(qiáng)度作為鏈路穩(wěn)定性因子；結(jié)合MAC層的軟狀態(tài)時(shí)隙預(yù)留來(lái)估算節(jié)點(diǎn)的剩余帶寬。

4、而在節(jié)能方面，PA.QoS.AODV協(xié)議引入了鏈路瓶頸能量、鏈路總能量和節(jié)點(diǎn)能量閥值三個(gè)能量參考條件。面對(duì)多個(gè)約束條件，PA.QoS.AODV協(xié)議以節(jié)點(diǎn)的剩余帶寬和節(jié)點(diǎn)的能量閥值作為鏈路硬性約束條件，以保證所選鏈路滿(mǎn)足實(shí)時(shí)性和穩(wěn)定性，而鏈路穩(wěn)定性因子、鏈路瓶頸能量和鏈路總能量則作為軟性約束條件，在目的節(jié)點(diǎn)處做擇優(yōu)選取，以便在多條鏈路中進(jìn)一步選擇更節(jié)能，生存時(shí)間更長(zhǎng)的路由。最后還通過(guò)引入多路路由的方法，更好的提高網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性。