高速鐵路中無線傳感器網(wǎng)絡的QoS與路由研究.pdf

1、當前，高速鐵路由于其速度快、污染小、舒適性高和快捷準時等特點，逐漸成為我國鐵路運輸?shù)闹髁?，然而其高速性的特點也對列車運營環(huán)境的監(jiān)測提出了更高的要求。最近幾年，無線傳感器網(wǎng)絡良好的環(huán)境監(jiān)測能力和可遠程監(jiān)控等特點，被廣泛引用于多個領域。鑒于以上兩點，將無線傳感器網(wǎng)絡應用關于高速鐵路中環(huán)境的監(jiān)測是一個有實際意義的話題。針對無線傳感器網(wǎng)絡的QoS研究，現(xiàn)有的文獻大都是針對一般的傳感網(wǎng)絡，沒有結合具體的應用場景，因而不適合直接應用于高速鐵路環(huán)境

2、中。此外，對于無線傳感器網(wǎng)絡中路由的研究，已有的研究工作大多從優(yōu)化單個指標出發(fā)來尋找可行最優(yōu)解，如最大化網(wǎng)絡生存期，最短路由路徑，能量負載均衡等，這些都沒有考慮到指標間的相互制約關系。本文結合高速鐵路的環(huán)境特點選擇能夠反映網(wǎng)絡性能的QoS指標，并構建適用于高速鐵路的QoS評價指標體系?？紤]軌道沿線和典型場景中節(jié)點部署方式的不同，分別研究了兩種場景下的高速鐵路中無線傳感器網(wǎng)絡的路由算法。
　　本文的主要研究工作如下：
　　第一

3、章，介紹將無線傳感器網(wǎng)絡應用于高速鐵路的意義以及相關工作的研究現(xiàn)狀。
　　第二章，分析高速鐵路中無線傳感器網(wǎng)絡的節(jié)點部署特點和環(huán)境監(jiān)測中對無線傳感器節(jié)點類型的需求。然后，從網(wǎng)絡性能和網(wǎng)絡性價比兩者結合的角度，選擇針對高速鐵路環(huán)境中無線傳感器網(wǎng)絡QoS的性能指標，并根據(jù)指標間的相互關系構建一個較為完善的指標體系。最后，利用層次分析法給出指標間的量化關系。
　　第三章，基于高速鐵路中軌道沿線和典型場景中節(jié)點部署方式的不同，分別對

4、這兩種場景下的無線傳感器網(wǎng)絡路由選擇問題進行研究。針對軌道沿線，沿軌道部署的節(jié)點近似構成一個線型的網(wǎng)絡，文中給出線型網(wǎng)絡下多種不同的節(jié)點部署和路由方法，然后，基于QoS評價指標體系，對給出的幾種方法進行綜合評價，并給出適合軌道沿線的節(jié)點部署和路由方法。針對典型場景，節(jié)點部署為無規(guī)律區(qū)域型的網(wǎng)絡，在該網(wǎng)絡中考慮同時滿足多個指標優(yōu)化的路由選擇問題，將多目標約束構造為一個待優(yōu)化的目標函數(shù)，然后，通過改進的蟻群算法進行求解。最后通過實驗仿真說明