基于PETRI網(wǎng)的無線鏈狀網(wǎng)MAC協(xié)議與路由算法研究.pdf

1、隨著列車重載運輸?shù)母咚侔l(fā)展,國家對貨物列車的安全運行提出了更高的要求。針對貨物列車的特點,本文提出了一種利用無線傳感器對重載貨物列車危險狀態(tài)進(jìn)行在線監(jiān)測的新網(wǎng)絡(luò)--無線鏈狀網(wǎng)(Wireless Chain Network,WCN)。雖然無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究已取得一定成果,但其特殊性使得無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的通信協(xié)議不適合這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
　　 在分析無線傳感器網(wǎng)絡(luò)相關(guān)領(lǐng)域的研究成果及應(yīng)用情況之后,結(jié)合863課題的研究內(nèi)容,并針對無線鏈

2、狀網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)特點和多跳中繼通信的特點,將方向定在設(shè)計新的結(jié)合路由信息的MAC協(xié)議和相關(guān)的路由協(xié)議。本文主要做了以下幾個方面研究工作:
　　 首先,本文在當(dāng)前無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議IEEE802.11的基礎(chǔ)上,根據(jù)跨層設(shè)計思想,將網(wǎng)絡(luò)層和MAC層信息結(jié)合起來設(shè)計出一種結(jié)合主動路由和多信道的MAC協(xié)議(MC-MAC),以解決無線傳感器網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前信道容量不足的問題。并依據(jù)有色Petri網(wǎng)理論,使用CPNtools工具對該多信道MAC協(xié)議

3、建模和仿真,從可達(dá)圖和線性代數(shù)兩個方面論證該模型的正確性。
　　 其次,基于無線鏈狀網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)特點,選擇OLSR協(xié)議作為基礎(chǔ)協(xié)議,一方面修改HELLO和TC消息的設(shè)定,使其能為MC-MAC協(xié)議有效地分配信道,另一方面改進(jìn)MPR集的設(shè)定,快速的尋找合適的路由而非最優(yōu)路徑。改進(jìn)后的協(xié)議稱之為EOLSR協(xié)議。
　　 最后,利用NS2分別對多信道MAC協(xié)議和改進(jìn)的OLSR路由協(xié)議進(jìn)行性能仿真分析,并與標(biāo)準(zhǔn)MAC協(xié)議IEEE80