無線Mesh網(wǎng)絡(luò)干擾感知路由技術(shù)研究.pdf

1、隨著移動互聯(lián)網(wǎng)和智能終端的迅速發(fā)展，為了滿足移動用戶無處不在的通信需求，無線Mesh網(wǎng)絡(luò)(Wireless Mesh Networks; WMN)應(yīng)運而生。無線Mesh網(wǎng)絡(luò)能提供多種接入服務(wù)，易于維護，而且它具有較強的魯棒性，能夠很好的與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)兼容，因此，無線Mesh網(wǎng)絡(luò)一直都是國內(nèi)外研究熱點。
　　路由技術(shù)是影響無線Mesh網(wǎng)絡(luò)性能的一個重要因素，也是國內(nèi)外研究的熱點問題。高效的路由協(xié)議是確保無線Mesh網(wǎng)絡(luò)高效運行的關(guān)鍵，然

2、而，由于無線信道的廣播特性，無線Mesh網(wǎng)絡(luò)中路由面臨著許多挑戰(zhàn)。首先，在無線Mesh網(wǎng)絡(luò)中，多個相鄰鏈路同時傳輸數(shù)據(jù)時彼此之間會產(chǎn)生干擾，這種干擾是制約無線網(wǎng)絡(luò)性能和可擴展性的重要因素。其次，鏈路之間的干擾與業(yè)務(wù)密切相關(guān)，無線Mesh網(wǎng)絡(luò)中業(yè)務(wù)的分布和業(yè)務(wù)的特性直接影響了網(wǎng)絡(luò)中干擾的模式和大小。干擾感知路由技術(shù)是對網(wǎng)絡(luò)中的干擾進行感知，在路由選擇時選擇受到干擾較小的路徑，從而可以有效地提高網(wǎng)絡(luò)性能。然而，在傳統(tǒng)的干擾感知路由協(xié)議中，很

3、少考慮具體業(yè)務(wù)對干擾的影響。本文基于業(yè)務(wù)負(fù)載和業(yè)務(wù)特性來設(shè)計新的干擾感知路由協(xié)議。主要貢獻如下:
　　(1)針對無線Mesh網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)負(fù)載對干擾的影響，本文從負(fù)載均衡的角度來降低網(wǎng)絡(luò)中鏈路之間的干擾，提出了一種基于負(fù)載均衡的干擾感知路由協(xié)議。網(wǎng)絡(luò)中負(fù)載不均衡會增加鏈路之間的干擾，從而增加分組端到端傳輸延時和丟包率，降低網(wǎng)絡(luò)資源利用率。本文首先對無線Mesh網(wǎng)絡(luò)中的干擾建立理論優(yōu)化模型。然后基于該優(yōu)化模型提出了一種基于負(fù)載均衡的干擾感

4、知路由協(xié)議。該路由協(xié)議能夠區(qū)分網(wǎng)絡(luò)中流內(nèi)干擾和流間干擾對網(wǎng)絡(luò)性能的不同影響，并能夠通過對網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)進行負(fù)載均衡來降低網(wǎng)絡(luò)中的干擾。仿真結(jié)果表明，本文提出的路由協(xié)議在不顯著增加路由額外開銷的情況下，可以有效提高網(wǎng)絡(luò)整體吞吐量和分組投遞率，減少端到端時延。
　　(2)針對網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的自相似性對網(wǎng)絡(luò)干擾的影響，本文提出了一種基于自相似業(yè)務(wù)的干擾感知路由協(xié)議。網(wǎng)絡(luò)中業(yè)務(wù)特性直接影響了網(wǎng)絡(luò)中的干擾。傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議研究一般假設(shè)業(yè)務(wù)是短相關(guān)的。然而，

5、對大量實際無線網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的研究表明網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)廣泛存在自相似性。與短相關(guān)業(yè)務(wù)相比，自相似業(yè)務(wù)的一個突出的特征就是突發(fā)性，這種突發(fā)性會導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)中干擾的突發(fā)性，從而導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)吞吐量降低和丟包率增大。本文對自相似業(yè)務(wù)進行建模，然后從理論上分析了自相似業(yè)務(wù)下排隊系統(tǒng)的性能，并仿真了自相似業(yè)務(wù)對網(wǎng)絡(luò)性能的影響。在此基礎(chǔ)上提出一種基于自相似業(yè)務(wù)的干擾感知路由判據(jù)，該路由判據(jù)能夠估計自相似業(yè)務(wù)下的隊列丟包率并測量鏈路的丟包率，得出分組單跳期望傳輸次數(shù)?；谠?/p>