工业无线网络中冗余机制的qos研究

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1、独创性声明本人提交的学位论文是在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。论文中引用他人已经发表或出版过的研究成果，文中已加了标注。学雠文慨月勋字魄钞忙多‘月伽学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解西南大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南大学研究生部可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书，本论文：口不保密，口保密期限至年月止)。粼黼张戌锄撇名：训矾签

2、字日期：’加l午凹V日签字日期：沙1年6月∥日▲，，、‰●I◆《。撼、㈣,,iBB2㈣6'l&第2章W认．PA冗余机制⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．92．1引言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯92．2冗余机制架构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一92．3心跳算法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯13第3章W从．PA冗余机制的QoS机制研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯173．1引言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1

3、73．2W队．PA冗余机制基本问题⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．183．3冗余机制的QoS机制⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．18第4章满足WIA-PA冗余机制QoS的心跳算法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一264．1引言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。264．2概率网络模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．274．3动态心跳算法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯284．4动态心跳算法的QoS分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．33第5章仿真实验⋯⋯⋯⋯

4、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯415．1引言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．415．2仿真平台⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4l5．3一致性仿真⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯435．4关于11值的仿真⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯455．5对比性仿真⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯47第6章总结与展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯506．1总结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

5、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．506．2展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．50参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．51致谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯-⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。53攻读硕士期间参加项目和发表文章⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．54JⅡll256．rI．●．●■●■●■●，I“0J"》l‘●《工业测控系统的投资成本和使用成本，大大扩展了工业测控系统的应用范围。在863重点项目支持下，由中科院、浙江大学、西南大学等国

6、内10余家单位共同研发的面向工业过程自动化的工业无线网络标准技术——wIA．PA(WirelessNetworksforIndustrialAutomation．ProcessAutomation)已经成为国际标准文件之一。由于工业应用环境的恶劣性和苛刻性，面向工业实时测控的Wn．PA网络需要解决无线通信中的强实时性和高可靠性问题，使得网络的可靠性研究十分必要，因此如何提高W从．PA网络的可靠性是W认．PA研究开发中的一个重要课题。w认．PA网络采用星型和网状网络结合的双层网络拓扑结构，网络中路由和簇首等关键节点承担着网络中数据转发、数据聚合、

7、通信资源分配和设备管理等重要工作，关键节点一旦失效，将导致关键数据的丢失，甚至导致局部网络或者整个网络的瘫痪。由此可见，节点连续服务的能力至关重要，对W从．PA关键节点冗余机制的研究有着十分重要的意义。本文作者在参与国家863课题w认．PA的研究过程中，深入分析了工业测控现场对W认一PA冗余机制服务质量(QualityofService，QoS)的要求，提出了冗余机制的QoS体系，并在此基础上制定了满足冗余机制Qos需求的心跳算法。该算法针对工业无线网络中的网络延迟和数据丢包问题，提出了动态网络状态估算和基于新鲜点序列的怀疑机制，保证了wn—P

8、A冗余机制的在无扰服务切换允许时间内的有很高的检测准确率，解决了W队．PA原有冗余机制中存在的误检率高、可靠性低的问题。本文首先介绍了w认．PA冗余机