無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)中信道分配與路由算法的研究.pdf

1、隨著無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研究與發(fā)展,越來(lái)越多的問(wèn)題逐漸暴露出來(lái),其中不可忽視的就有無(wú)線信道資源的利用效率以及端到端QoS保障等問(wèn)題。本文針對(duì)無(wú)線 Mesh網(wǎng)絡(luò)以提高無(wú)線信道資源利用效率,保證端到端 QoS為目的,對(duì)兩大關(guān)鍵技術(shù)信道分配和路由算法做了深入細(xì)致地分析和研究,并取得了一定的成果。本文主要研究?jī)?nèi)容以及創(chuàng)新成果如下:
　　本文首先對(duì)無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)的概念、結(jié)構(gòu)和技術(shù)等方面進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹,在此基礎(chǔ)上分析了信道分配和路由算法的

2、理論基礎(chǔ)以及之間的相互關(guān)系,總結(jié)得到兩者之間的工作協(xié)調(diào)模式分為兩種:獨(dú)立與融合。
　　從獨(dú)立方面考慮信道分配和路由算法,研究并設(shè)計(jì)了一種基于多射頻多信道無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)的信道分配算法NPFCA,該算法綜合考慮無(wú)線鏈路傳輸干擾和節(jié)點(diǎn)負(fù)載,并進(jìn)一步引入離散粒子群優(yōu)化算法來(lái)快速得到最優(yōu)信道分配方案。在此基礎(chǔ)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(luò)資源,提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量。
　　從融合角度出發(fā),研究并設(shè)計(jì)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(guò)公共接口和公共信道進(jìn)行最優(yōu)路徑尋找,并在路徑建立過(guò)程中,通過(guò)網(wǎng)絡(luò)局部信息對(duì)已選路徑以最小鏈路干擾,最大化信道利用率為目的進(jìn)行信道分配,實(shí)現(xiàn)基于數(shù)據(jù)流的網(wǎng)絡(luò)性能最優(yōu)化。MCDII在MCDI基礎(chǔ)上增加節(jié)點(diǎn)接口使用率因子,可見(jiàn)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(diǎn)負(fù)載,充分利用網(wǎng)絡(luò)資源,均衡負(fù)載,有效提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量。
　　同時(shí)在網(wǎng)絡(luò)仿真軟件NS3上實(shí)現(xiàn)并仿真了上述算法,在不同網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景下同常用現(xiàn)今類似算法進(jìn)行了性能對(duì)比。在出入網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)模式下,NPFCA信道分配算法獲得的網(wǎng)絡(luò)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(luò)總吞吐率也比HWMP-P要高出16％以上。而在網(wǎng)絡(luò)負(fù)載隨機(jī)多變,或