面向Internet接入無線Mesh網(wǎng)絡(luò)性能分析及協(xié)議優(yōu)化研究.pdf

1、隨著無線通信技術(shù)的蓬勃發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)用戶掙脫了有線網(wǎng)絡(luò)的束縛，充分享受無線網(wǎng)絡(luò)帶來的便捷。受制于蜂窩網(wǎng)絡(luò)高昂的建設(shè)和使用費(fèi)用，用戶通常選擇以802.11技術(shù)為代表的無線局域網(wǎng)接入Internet。現(xiàn)在日常使用的無線局域網(wǎng)通常工作在架構(gòu)模式下，終端通過無線接入點(diǎn)單跳連接到有線網(wǎng)絡(luò)中，受無線傳輸距離的影響，單跳工作的無線局域網(wǎng)覆蓋范圍較?。涣硗?，無線局域網(wǎng)的覆蓋依賴于有線基站的部署，部署成本較高。而無線Mesh網(wǎng)絡(luò)采用分布式無線多跳技術(shù)，擴(kuò)展

2、了網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍，降低了網(wǎng)絡(luò)建造成本，能夠?yàn)橛脩籼峁└土臒o線寬帶接入服務(wù)。
　　 無線Mesh網(wǎng)絡(luò)采用無線傳輸作為通信媒介，由于無線傳輸共享頻域形成干擾，且信號(hào)信號(hào)受環(huán)境等影響，數(shù)據(jù)傳輸不穩(wěn)定，網(wǎng)絡(luò)傳輸效率低下。同時(shí)，無線Mesh網(wǎng)絡(luò)具有分布式多跳、動(dòng)態(tài)接入等特點(diǎn)，傳統(tǒng)的通信協(xié)議無法適應(yīng)Internet接入的高帶寬需求。本文旨在分析面向Internet接入的無線Mesh網(wǎng)絡(luò)性能，進(jìn)而研究網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的優(yōu)化策略，以提高網(wǎng)絡(luò)容量，

3、提升通信效率。
　　 首先，為了分析影響無線Mesh網(wǎng)絡(luò)傳輸效率低效的因素，本文對(duì)無線Mesh網(wǎng)絡(luò)傳輸性能進(jìn)行建模，通過分析找到影響無線Mesh網(wǎng)絡(luò)端到端傳輸效率的因素，提出從網(wǎng)絡(luò)負(fù)載控制、路由轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)計(jì)、鏈路速率調(diào)整等方面對(duì)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化。
　　 針對(duì)無線Mesh網(wǎng)絡(luò)主干的無線多跳傳輸特點(diǎn)，研究基于負(fù)載均衡控制的路由轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議。本文通過對(duì)面向Internet接入無線Mesh網(wǎng)絡(luò)傳輸特性的分析，提出采用層次結(jié)構(gòu)控制數(shù)

4、據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，通過層次內(nèi)負(fù)載的均衡，來平衡整體網(wǎng)絡(luò)負(fù)載；使用影響因子的概念將無線Mesh網(wǎng)絡(luò)中上下游之間的負(fù)載關(guān)系考慮到路由判據(jù)中，設(shè)計(jì)了一種基于上下游鏈路質(zhì)量相關(guān)的路由判據(jù)Metric；引入多網(wǎng)關(guān)多路徑技術(shù)對(duì)路由協(xié)議進(jìn)行設(shè)計(jì)，提出一種多網(wǎng)關(guān)多路徑路由協(xié)議，采用樹形結(jié)構(gòu)在源節(jié)點(diǎn)與目的節(jié)點(diǎn)間選擇多條路徑，應(yīng)對(duì)鏈路失效，增加網(wǎng)絡(luò)的冗余度。
　　 為了提升無線Mesh網(wǎng)絡(luò)中單跳無線傳輸?shù)男阅?，本文著重從鏈路速率調(diào)整、鏈路傳輸調(diào)度兩方面進(jìn)行研

5、究。為了解決“盲探測(cè)”過多嘗試低效速率集的問題，提出了一種基于網(wǎng)絡(luò)歷史信息調(diào)整的速率自適應(yīng)算法，通過短期探測(cè)評(píng)估結(jié)合歷史有效信息調(diào)整的方法進(jìn)行速率選擇，提高了鏈路傳輸效率。本文進(jìn)一步通過實(shí)驗(yàn)方法分析了802.11n系統(tǒng)中多輸入多輸出(MIMO)的特性，設(shè)計(jì)了一種新的MIMO速率自適應(yīng)算法，采用模式內(nèi)順序移動(dòng)、模式間跳轉(zhuǎn)切換的方式確保能找到當(dāng)前環(huán)境下的最優(yōu)傳輸速率。為了提升射頻利用率，開辟無線頻譜資源，在多射頻無線Mesh系統(tǒng)上，本文研究