無線Mesh網(wǎng)絡中信道分配與路由算法的研究.pdf

1、隨著無線Mesh網(wǎng)絡技術的研究與發(fā)展,越來越多的問題逐漸暴露出來,其中不可忽視的就有無線信道資源的利用效率以及端到端QoS保障等問題。本文針對無線 Mesh網(wǎng)絡以提高無線信道資源利用效率,保證端到端 QoS為目的,對兩大關鍵技術信道分配和路由算法做了深入細致地分析和研究,并取得了一定的成果。本文主要研究內(nèi)容以及創(chuàng)新成果如下:
　　本文首先對無線Mesh網(wǎng)絡的概念、結構和技術等方面進行了簡要介紹,在此基礎上分析了信道分配和路由算法的

2、理論基礎以及之間的相互關系,總結得到兩者之間的工作協(xié)調(diào)模式分為兩種:獨立與融合。
　　從獨立方面考慮信道分配和路由算法,研究并設計了一種基于多射頻多信道無線Mesh網(wǎng)絡的信道分配算法NPFCA,該算法綜合考慮無線鏈路傳輸干擾和節(jié)點負載,并進一步引入離散粒子群優(yōu)化算法來快速得到最優(yōu)信道分配方案。在此基礎上,又研究了一種適用于多射頻多信道的路由算法 MMHWMP,該算法是基于HWMP路由算法使用路由判據(jù)MCDI,綜合考慮的信道多樣性、

3、鏈路干擾和流內(nèi)流間干擾等因素,更能充分利用網(wǎng)絡資源,提高網(wǎng)絡吞吐量。
　　從融合角度出發(fā),研究并設計了一種基于混合信道分配策略的路由算法HCAR。該算法的基本是思想是基于路由判據(jù) MCDII通過公共接口和公共信道進行最優(yōu)路徑尋找,并在路徑建立過程中,通過網(wǎng)絡局部信息對已選路徑以最小鏈路干擾,最大化信道利用率為目的進行信道分配,實現(xiàn)基于數(shù)據(jù)流的網(wǎng)絡性能最優(yōu)化。MCDII在MCDI基礎上增加節(jié)點接口使用率因子,可見HCAR不僅考慮了信

4、道多樣性、鏈路干擾和流內(nèi)流間干擾等因素,還綜合考慮節(jié)點負載,充分利用網(wǎng)絡資源,均衡負載,有效提高網(wǎng)絡吞吐量。
　　同時在網(wǎng)絡仿真軟件NS3上實現(xiàn)并仿真了上述算法,在不同網(wǎng)絡場景下同常用現(xiàn)今類似算法進行了性能對比。在出入網(wǎng)絡數(shù)據(jù)業(yè)務模式下,NPFCA信道分配算法獲得的網(wǎng)絡總吞吐率要比 C-HYA高出10％以上,比 CCA高出50％以上;MMHWMP路由算法所獲得的網(wǎng)絡總吞吐率也比HWMP-P要高出16％以上。而在網(wǎng)絡負載隨機多變,或