災(zāi)異條件下結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測傳輸系統(tǒng)的資源分配研究.pdf

1、現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)的特點是低功耗、低速率和不考慮數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性。在各種災(zāi)異條件（比如海嘯、颶風(fēng)、地震、劇烈撞擊等）下，結(jié)構(gòu)設(shè)施會在短時間內(nèi)發(fā)生巨大的變化，這時會產(chǎn)生海量的監(jiān)測數(shù)據(jù)。現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)健康檢測系統(tǒng)難以滿足災(zāi)異條件下海量監(jiān)測數(shù)據(jù)的實時傳輸要求。因此論文設(shè)計了適合災(zāi)異條件下結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有實時性強、可靠性高和大容量數(shù)據(jù)通信等特點。
　　無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有很高的魯棒性、準(zhǔn)確性、靈活性等特點，所以本文采用基

2、于分簇的多信道無線傳感器網(wǎng)絡(luò)作為災(zāi)異條件下海量結(jié)構(gòu)監(jiān)測的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。針對災(zāi)異條件下結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測海量數(shù)據(jù)實時傳輸?shù)囊?，本文對多信道無線傳感器網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)進(jìn)行的研究工作如下:
　　(1)文章討論了基于分簇的多信道無線傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)模型。概述了系統(tǒng)模型中使用的無線技術(shù)、以及需要研究的問題。
　　(2)結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)部署的大量感器節(jié)點在災(zāi)異情況下會產(chǎn)生不同類型的海量數(shù)據(jù)，它們對結(jié)構(gòu)評估有不同的作用和目的，因此系統(tǒng)中

3、數(shù)據(jù)調(diào)度必須滿足優(yōu)先級和公平性。本文提出了一種基于優(yōu)先級和公平性的數(shù)據(jù)調(diào)度算法，根據(jù)各種數(shù)據(jù)的重要程度、已調(diào)度的數(shù)據(jù)量、等待調(diào)度的數(shù)據(jù)量，計算出各類數(shù)據(jù)的調(diào)度優(yōu)先級，然后選擇調(diào)度優(yōu)先級最大的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)度，每輪調(diào)度完成后，再重新計算各類數(shù)據(jù)調(diào)度的優(yōu)先級。為保證數(shù)據(jù)的公平性，調(diào)度優(yōu)先級與調(diào)度的數(shù)據(jù)量呈反比，即該類數(shù)據(jù)量轉(zhuǎn)發(fā)的越多，則其優(yōu)先級越低。論文通過理論分析和仿真實驗，證明了該算法適用于災(zāi)異條件下結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)的海量數(shù)據(jù)的調(diào)度要求。<

4、br>　　(3)為了能夠?qū)崟r傳輸海量監(jiān)測數(shù)據(jù)，論文提出了一種基于系統(tǒng)吞吐量最大化的聯(lián)合功率分配和子信道分配算法。該算法首先對數(shù)據(jù)分配不同的發(fā)射功率，然后根據(jù)數(shù)據(jù)的誤比特門限值計算數(shù)據(jù)在不同子信道上每符號比特數(shù)，最后選擇使得各個數(shù)據(jù)的每符號比特數(shù)之和達(dá)到最大的功率和子信道分配組合作為系統(tǒng)吞吐量最大化的功率分配和子信道分配方式，并且根據(jù)分配的功率、子信道狀態(tài)和誤比特率門限值計算出數(shù)據(jù)最大調(diào)制進(jìn)制數(shù)。因為最優(yōu)化方式的求解復(fù)雜度太高，所以論文設(shè)