有限負載下的無線CSMA網(wǎng)絡(luò)吞吐量計算與優(yōu)化.pdf

1、基于CSMA協(xié)議的無線局域網(wǎng)技術(shù)因其速率高、成本低等一系列優(yōu)點而被廣泛的應(yīng)用于人們的工作生活當(dāng)中。隨著CSMA無線網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展，對無線CSMA協(xié)議的性能分析與優(yōu)化成為熱點研究問題之一。本文針對CSMA網(wǎng)絡(luò)吞吐量最大化這一優(yōu)化問題，建立通過調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)負載來實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)鏈路總吞吐量最大化的模型，并針對模型求解的高復(fù)雜度問題提出了一種基于人工蜂群算法的快速計算方法。大量仿真實驗驗證了優(yōu)化模型的準(zhǔn)確性以及基于人工蜂群算法的計算方法的有效性。本文研究

2、的主要內(nèi)容及主要創(chuàng)新之處在于:
　　(1)不同于現(xiàn)有工作通?？紤]飽和CSMA網(wǎng)絡(luò)，本文針對一般負載下的無線CSMA網(wǎng)絡(luò)，建立了“競爭圖組合”模型(contention-graph-combination，CGC)，用于描述非飽和CSMA網(wǎng)絡(luò)中各鏈路輸入負載與鏈路輸出吞吐量之間的內(nèi)在聯(lián)系。然后，基于CGC模型建立了一個線性優(yōu)化模型，通過最優(yōu)負載控制，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中各鏈路可獲得的吞吐量之和最大。
　　(2)針對基于CGC模型的CSM

3、A無線網(wǎng)絡(luò)吞吐量優(yōu)化模型求解的高復(fù)雜度問題，提出了一種基于人工蜂群算法的快速計算方法。通過合理的設(shè)計適應(yīng)度函數(shù)和鄰域搜索策略，使得人工蜂群算法能夠在合理的時間搜尋到負載控制的較優(yōu)值。仿真實驗表明基于人工蜂群算法的快速計算方法耗時較小且準(zhǔn)確度高。
　　值得一提的是，本文提出的通過負載控制來實現(xiàn)鏈路吞吐量之和最大化，可以通過控制協(xié)議棧上層給MAC層加載的數(shù)據(jù)速率、用軟件的方法實現(xiàn)，與已有工作通常采用的通過調(diào)節(jié)CSMA協(xié)議參數(shù)的方式相比