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现代电子技术2025年第15期:高铁接触网无线传感网络混合MAC通信策略研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:谭平;杨大锐;朱栋升;徐振;武永波;丁进;

单位:浙江科技大学自动化与电气工程学院;高新兴创联科技股份有限公司;

摘要:接触网是高速铁路关键子系统,通过高铁接触网无线传感网络对其工作状态进行实时在线监测具有重要意义。为进一步降低无线监测网络节点间信道冲突,提升无线监测网络动态环境下的关键数据传输成功率、吞吐量以及整体网络性能,文中提出一种低功耗混合MAC通信策略(LH-MAC)。首先,根据监测节点特性,提出一种静态优先因子、紧急优先因子以及失败优先因子融合的优先级划分方案;其次,基于各节点优先级,研究了TDMA阶段节点上报时隙的动态分配机制以及节点唤醒时间更新机制,并于CSMA/CA阶段初始化不同优先级节点的退避参数;最后,构建无线传感网络测试平台,并对网络通信的失败率、时延和吞吐量等指标进行评估。实验结果表明,该策略实现了服务差异化,并在一定程度上提高了关键采集数据通信的服务质量(QoS),降低了整个网络传输失败率和时延,延长了网络的生命周期,为改善高铁接触网无线传感网络的性能提供了有利依据和可靠保障。

关键词:高铁接触网;;无线传感网络;;超帧;;优先级;;混合MAC;;低功耗

基金资助:浙江省尖兵领雁研发攻关计划项目(2023C01243);; 国家重点研发计划项目(2024YFB2409200);; 国家自然科学基金项目(52472422);国家自然科学基金项目(52477065);; 国家级大学生创新创业训练计划项目(202411057010)