《面向領域的MANET服務訪問可靠性研究》是依託清華大學，由趙曦濱擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：面向領域的MANET服務訪問可靠性研究
- 依託單位：清華大學
- 項目負責人：趙曦濱
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本課題針對當前大型離散製造車間中構造MANET套用系統時存在的服務訪問可靠性問題，深入分析了在車間通訊套用環境中傳統網路與MANET的不同之處，指出服務訪問可靠性是車間通訊套用的重要基礎，並基於實際車間通訊套用環境抽象了相應的移動模型。本課題將在此移動模型的基礎上對MANET服務訪問的可靠性進行建模分析，最終提出合理的面向特定領域的MANET服務訪問可靠性評價體系，為MANET套用的實際設計和部署提供重要依據。此外，本課題的研究工作將依託課題組成員在清華大學內已搭建完成的MANET網路- - iNet平台，並結合船舶、軌道交通等大型離散製造領域的套用需求，進行相關的理論驗證及模型改進工作。
結題摘要
本課題針對當前大型離散製造車間中構造MANET套用系統時存在的服務訪問可靠性問題，深入分析了在車間通訊套用環境中傳統網路與MANET的不同之處，指出服務訪問可靠性是車間通訊套用的重要基礎。網路可用性是服務訪問可靠性的基礎。網路可用性包括兩個方面：1、無線網路可靠性建模和分析；2、無線網路最佳化方法。本課題對該問題進行了系統的研究。 1、基於領域的無線網路可靠性建模與分析。傳統的端到端可靠性分析沒有考慮到節點可靠性的影響。本課題在鏈路層和節點層分別對端到端可靠性進行分析。在鏈路層，本課題主要考慮事件驅動的無線感測網，綜合節點電池供電的能耗、無線信道特性等因素，分析了系統的瞬時可靠性，並推得系統的平均無故障時間。在節點層，本課題對節點的可靠性進行建模；然後基於節點可靠性模型建立無線感測網路端到端可靠性模型，給出基於蒙特卡羅方法的可靠性計算方法，在保證精度的條件下，簡化了計算量。 2、無線網路故障診斷方法。故障診斷協定可以及時發現並定位故障節點，為後續故障隔離和故障恢復提供支持，保證網路的正常運行。本課題提出面向領域的故障診斷協定設計方法，並以大型離散製造業車間套用為對象展開研究。本課題對離散製造業的節點移動模型進行了分析和分類，給出了節點靜態模型、隨機動態模型和受限移動模型。並針對這三類模型分別給出了故障診斷協定。此外，針對傳統故障診斷方法中信息獲取和故障推導相互獨立的問題，本課題提出了DID 方法將二者結合起來，使得故障推導的結果可以指導信息獲取的過程，從而減少信息獲取的耗費，提高故障診斷的準確率，加速故障診斷的過程。 3、多維度的無線網路最佳化方法。可用的網路還包括其服務質量，也即在滿足功能要求的前提下，降低能量耗費、通訊耗費等。本課題在設計階段和部署階段對網路最佳化問題進行了研究。在設計階段，本課題考慮了軟硬體劃分問題。把嵌入系統建模成一張通信圖。基於這張通信圖，可以描述時間延遲相關的約束，和實現代價相關的目標函式。最後採用結合模擬退火和遺傳算法進行求解。在部署階段，本課題考慮了簇首選擇算法，給出了一個用於最佳化通信負載、能源消耗、簇首有效工作時間、節點聯通度的最佳化算法。該算法綜合考慮網路節點的通信負載、能量消耗、節點連通度和簇首的額外通信負載，將通信負載均衡問題轉化為一個多目標最佳化問題，使用模擬退火算法進行求解。
