[发明专利]一种工业无线网状网络多径路由的选路判定方法

权利要求书

1.一种工业无线网状网络多径路由的选路判定方法，其特征在于：设工业无线网状网络中有 一个包括控制器和被控对象的闭环系统，其中控制器发出的控制指令经通信网络1传输到驱 动器，驱动器根据控制指令驱动被控对象，传感器采集被控对象的检查数据经通信网络2传 输到控制器；

用u(t)＝R^l表示时刻t控制器输出的控制信号，R^l表示u(t)为l维的实数向量，y(t)＝R^r表示时刻t传感器输出信号，R^r表示y(t)为r维的实数向量，x(t)＝R^s表示时刻t闭环系统的 系统状态，R^s表示x(t)为s维的实数向量；设A、B、K为实数矩阵，其中A矩阵维数根据实 数向量x(t)维数确定，B矩阵维数根据实数向量u(t)维数确定，K＝R^l×s，闭环系统描述 如下，

x·(t)=Ax(t)+Bu(t),t∈[ikh+τk,ik+1h+τk+1)]]>

u(t⁺)＝Kx(t-τ_k),t∈{i_kh+τ_k,k＝1,2,…}

其中，为x(t)的一阶导数，u(t⁺)表示t时刻之后t⁺时刻的控制器输出的控制信号，h为传 感器采样周期，i_k为一些正整数，k＝1,2,3,…，且有τ_k表示第i_kh个 数据包从传感器到驱动器所经过的传输时间；

设在实现通信网络1或通信网络2的无线Mesh网络中，源节点和目的节点之间选择的 两条并发路径为P₁、P₂，执行以下步骤进行判定，

步骤1，计算排队理论数据包在网络系统内平均逗留时间W_s如下，

其中，到达率λ＝2λ₀，系统强度参数参数λ₀为源节点产生数据的速 率，μ₁、μ₂分别为路径P₁、P₂的服务率，并发路径的服务率μ＝μ₁+μ₂；

步骤2，计算路径P₁、P₂并发传输的时延上确界τ如下，

τ＝W_s+δ

其中，δ为预设的经验值参数；

步骤3，设路径P₁、P₂并发传输的等效路径从源节点发送的数据总量为N，计算路径P₁、P₂并发传输的丢包率m_num如下，

m_num＝N×R(P₁∪P₂)

其中，R(P₁∪P₂)为路径P₁和P₂并发传输的可靠度值；

步骤4，计算闭环系统中网络传输部分的综合评估指标η如下，

η＝m_num×h+τ

步骤5，将综合评估指标η代入下式中，

N1+N1T-M1A-ATM1TN2T-N1-ATM2T-M1BKN3T-ATM3T+M1+PηN1*-N2-N2T-M2BK-KTBTM2T-N3T+M2-KTBTM3TηN2**M3+M3T+ηTηN3***-ηT<0]]>其中，“*”表示矩阵的对称项，且(i_k+1-i_k)h+τ_k+1≤η,k＝1,2,3,…

如果存在矩阵P,M_i,N_i和正定矩阵T＞0，i＝1,2,3，使得以上线性矩阵不等式有解，则判定 选出的路径P₁、P₂为合适的并发路径；否则，则判定选出的路径P₁、P₂不是合适的并发路径， 需重新选择路径。