基于列車測試的Ad Hoc網絡節(jié)能與QoS路由研究.pdf

1、隨著近幾年國內高速動車組的快速發(fā)展，列車檢測受到了更多的關注，于是越來越多新的檢測設備隨之出現(xiàn)以適應現(xiàn)代的高鐵檢測。由于高速動車組全密封性特點和無線技術、芯片發(fā)展的逐漸成熟，檢測設備也慢慢從有線傳輸向無線傳輸過渡。
　　 在無線組網時，常用到的無線網絡是Ad Hoc網絡。Ad Hoc網絡是由一系列帶有無線收發(fā)裝置的動態(tài)節(jié)點所形成的一個多跳臨時性自治系統(tǒng)。作為一個的不需要固定基礎設施特殊的無線網絡，它健壯性、簡易性、快速組網、動態(tài)

2、拓撲等特點十分適合列車環(huán)境下的測試。為了避免高速列車帶來的安全隱患，無線通信要同時滿足長時間監(jiān)測和實時傳輸?shù)囊?。但是由于Ad Hoc網絡的移動節(jié)點采用電池供電和共享無線信道的特性決定了能量和帶寬是Ad Hoc網絡中最稀缺的資源。當某節(jié)點電池能量過快耗盡時，不但會使節(jié)點無法工作，甚至會使整個網絡產生分割；而當帶寬不夠時，則數(shù)據(jù)傳輸會產生延遲，無法滿足實時性的要求。于是本文針對Ad Hoc網絡這兩個缺點，根據(jù)列車的運行環(huán)境，對Ad Hoc

3、網絡進行改良，以實現(xiàn)長時間和實時性的無線傳輸。
　　 本論文利用了國內外現(xiàn)有的相關研究成果，在Ad Hoc網絡的AODV路由協(xié)議的基礎之上，提出了一種結合了服務QoS(服務質量)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)議運用跨層設計的思想來定義QoS的參數(shù)：以物理層的信號強度作為鏈路穩(wěn)定性因子；結合MAC層的軟狀態(tài)時隙預留來估算節(jié)點的剩余帶寬。

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)點能量閥值三個能量參考條件。面對多個約束條件，PA.QoS.AODV協(xié)議以節(jié)點的剩余帶寬和節(jié)點的能量閥值作為鏈路硬性約束條件，以保證所選鏈路滿足實時性和穩(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)點處做擇優(yōu)選取，以便在多條鏈路中進一步選擇更節(jié)能，生存時間更長的路由。最后還通過引入多路路由的方法，更好的提高網絡穩(wěn)定性。