無線多跳網(wǎng)絡(luò)吞吐量?jī)?yōu)化和全雙工網(wǎng)絡(luò)時(shí)延優(yōu)化.pdf

1、基于載波偵聽多路訪問(Carrier Sensing Multiple Access，CSMA)協(xié)議的無線局域網(wǎng)技術(shù)，因其速率高、成本低等一系列優(yōu)點(diǎn)而被廣泛的應(yīng)用于人們的日常生活當(dāng)中，而對(duì)CSMA網(wǎng)絡(luò)性能的分析與優(yōu)化一直是研究者們關(guān)注的重點(diǎn)。全雙工無線通信技術(shù)是一種新興的無線通信技術(shù)，它能達(dá)到幾乎傳統(tǒng)通信兩倍的網(wǎng)絡(luò)吞吐量，因而全雙工無線通信帶來的網(wǎng)絡(luò)性能提升得到業(yè)內(nèi)人士的廣泛關(guān)注。本文致力于無線網(wǎng)絡(luò)的性能分析和優(yōu)化，針對(duì)無線多跳網(wǎng)絡(luò)的吞

2、吐量和全雙工CSMA網(wǎng)絡(luò)中的時(shí)延分析，分別建立優(yōu)化模型得到優(yōu)化方案，并通過實(shí)驗(yàn)仿真，驗(yàn)證所提方案的正確性和有效性。具體而言，本文研究的主要內(nèi)容和創(chuàng)新之處在于:
　　(1)為了進(jìn)一步提高無線多跳網(wǎng)絡(luò)中端到端的吞吐量，提出了一種多徑路由與CSMA協(xié)議聯(lián)合優(yōu)化方案(Link-access-intensities Adjustable Multi-path Routing，LAMR)。LAMR通過調(diào)整路由層多路徑流量分配與MAC層協(xié)議參數(shù)

3、設(shè)置（即鏈路接入強(qiáng)度）來最大化數(shù)據(jù)流端到端的吞吐量。具體來說，首先采用理想CSMA網(wǎng)絡(luò)(Ideal CSMA Network，ICN)模型來分析MAC層鏈路吞吐量性能，進(jìn)而構(gòu)建路由層與MAC層聯(lián)合優(yōu)化的系統(tǒng)吞吐量最大化模型(Maximum System Throughput Model，MSTM)，用以刻畫無線多跳網(wǎng)絡(luò)中的路徑選擇、流量分配、以及MAC層協(xié)議參數(shù)設(shè)置對(duì)鏈路吞吐量的影響。進(jìn)而運(yùn)用最優(yōu)化工具求解得到數(shù)據(jù)流在多條路徑的流量分配

4、方案以及各鏈路的接入強(qiáng)度設(shè)置。仿真結(jié)果表明，與現(xiàn)有方案相比，LAMR方案可以獲得平均21.3％的系統(tǒng)吞吐量提升。
　　(2)針對(duì)全雙工無線局域網(wǎng)(Wireless Local Area Network，WLAN)，提出了簡(jiǎn)單而準(zhǔn)確的模型來分析MAC層數(shù)據(jù)包排隊(duì)時(shí)延。在時(shí)延分析的基礎(chǔ)上，我們進(jìn)而進(jìn)行應(yīng)用可行性分析，即針對(duì)給定的數(shù)據(jù)流的服務(wù)質(zhì)量(Quality of Service，QoS)要求，判斷網(wǎng)絡(luò)是否可以保證該數(shù)據(jù)流的傳輸質(zhì)量