多信道無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)中的信道分配研究.pdf

1、無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)也稱(chēng)為無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)或無(wú)線多跳網(wǎng)，是一種新型的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，是無(wú)線終端接入Internet的一種非常具有競(jìng)爭(zhēng)力的解決方案。它能夠動(dòng)態(tài)的自組織、自配置，并且具有成本低、易維護(hù)、業(yè)務(wù)穩(wěn)定、擴(kuò)展性好，網(wǎng)絡(luò)容量大等優(yōu)勢(shì)，已逐步成為了寬帶無(wú)線通信的研究熱點(diǎn)。
　　隨著無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的不斷發(fā)展，用戶(hù)數(shù)量在不斷增加的同時(shí)，用戶(hù)對(duì)帶寬的需求也在不斷上漲，如何進(jìn)一步提高網(wǎng)絡(luò)容量成為了無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)能否被廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵問(wèn)題之一

2、。多射頻多信道是解決這一問(wèn)題簡(jiǎn)單而又有效的方法，如果能夠有效的利用多個(gè)信道，就可以大幅度的提高無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)的吞吐量，因此本文以提高網(wǎng)絡(luò)的吞吐量為目標(biāo)，研究了無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)中的信道分配問(wèn)題。
　　首先，本文系統(tǒng)介紹了無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)，分析了WMN中信道分配的限制和挑戰(zhàn)，并在此基礎(chǔ)上總結(jié)了WMN中信道分配算法的優(yōu)點(diǎn)和不足。本文針對(duì)無(wú)網(wǎng)關(guān)的無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)，其業(yè)務(wù)主要是Mesh終端用戶(hù)之間的業(yè)務(wù)，本文提出了一個(gè)整數(shù)線

3、性規(guī)劃ILP模型，將WMN的信道分配問(wèn)題轉(zhuǎn)化成了ILP模型，模型的目標(biāo)是最小化網(wǎng)絡(luò)的干擾，即最小化網(wǎng)絡(luò)中干擾鏈路對(duì)的數(shù)目。ILP模型可以用于最優(yōu)信道分配的求解，可指導(dǎo)小型網(wǎng)絡(luò)的實(shí)施。
　　其次，由于求解ILP模型的時(shí)間是以指數(shù)速率增長(zhǎng)的，因此ILP模型只能用于小型網(wǎng)絡(luò)。為了解決這一問(wèn)題，本文又提出了一種基于鏈路層最優(yōu)的集中式信道分配算法，算法針對(duì)的業(yè)務(wù)模型也是無(wú)網(wǎng)關(guān)Mesh網(wǎng)絡(luò)中Mesh終端用戶(hù)之間的業(yè)務(wù)，算法的目標(biāo)與ILP模型一

4、致，即最小化網(wǎng)絡(luò)的干擾數(shù)，進(jìn)而提高網(wǎng)絡(luò)的容量。最后通過(guò)NS2仿真，證明了本算法可以有效的提高網(wǎng)絡(luò)的吞吐量。本算法可應(yīng)用于實(shí)際的大型網(wǎng)絡(luò)。
　　再次，針對(duì)有網(wǎng)關(guān)的無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)，其大部分業(yè)務(wù)來(lái)自網(wǎng)絡(luò)或是去向網(wǎng)關(guān)，因此可能造成網(wǎng)關(guān)熱點(diǎn)問(wèn)題和鏈路不均衡問(wèn)題，本文聯(lián)合考慮了這兩個(gè)問(wèn)題，提出了一種基于節(jié)點(diǎn)優(yōu)先級(jí)的集中準(zhǔn)靜態(tài)信道分配算法，算法的目標(biāo)就是能夠有效的避免節(jié)點(diǎn)瓶頸問(wèn)題和均衡各個(gè)鏈路的流量，進(jìn)而提高網(wǎng)絡(luò)的吞吐量。通過(guò)多個(gè)場(chǎng)景下的NS