STDMA無線Mesh網(wǎng)絡(luò)鏈路調(diào)度研究.pdf

1、無線網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展引發(fā)了人們對于高速的、快捷的連接方式不斷高漲的需求。隨著在現(xiàn)有的無線技術(shù)如WiFi(IEEE802.11)和WiMax(IEEE802.16)中加入了對Mesh模式的支持,快速的、可靠的并且可以提供數(shù)倍于目前發(fā)射覆蓋范圍的無線連接正在變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。但是,無線Mesh網(wǎng)絡(luò)的資源非常有限,因此需要精心設(shè)計(jì)鏈路調(diào)度以實(shí)現(xiàn)高效率的資源分配。鑒于此,本文對空時(shí)復(fù)用接入(STDMA)的Mesh網(wǎng)絡(luò)中的鏈路調(diào)度問題進(jìn)行了系統(tǒng)的分析,進(jìn)而

2、對影響網(wǎng)絡(luò)性能的鏈路調(diào)度的各個(gè)方面進(jìn)行了深入的研究。論文的主要工作與貢獻(xiàn)如下:
　　 1.基于協(xié)議干擾模型對無線Mesh網(wǎng)絡(luò)中的鏈路調(diào)度做了詳細(xì)研究。依據(jù)協(xié)議干擾模型,采用網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溆邢驁D與鏈路干擾關(guān)系圖以及節(jié)點(diǎn)著色技術(shù),設(shè)計(jì)出了一種可以支持鏈路同時(shí)傳輸?shù)幕炬溌氛{(diào)度方法。進(jìn)而對該方法進(jìn)行擴(kuò)展,根據(jù)網(wǎng)絡(luò)性能的要求和影響性能的因素,設(shè)計(jì)出了多種鏈路調(diào)度策略。這些策略中,有的可以保證公平性,有的考慮了負(fù)載和中繼選擇的影響,而有的可以應(yīng)

3、用到組播服務(wù)中。通過相應(yīng)的仿真,驗(yàn)證了這些策略的有效性和優(yōu)越性。
　　 2.采用物理干擾模型深入研究了確定性信道下無線Mesh網(wǎng)絡(luò)的鏈路調(diào)度問題,設(shè)計(jì)了一種最小化網(wǎng)絡(luò)代價(jià)差的空時(shí)復(fù)用鏈路調(diào)度算法。依據(jù)無線信道衰落是否為確定性的,將鏈路調(diào)度設(shè)計(jì)分為兩個(gè)類別。對于確定性衰落信道的無線Mesh網(wǎng)絡(luò),通過求解一個(gè)基于鏈路速率向量的網(wǎng)絡(luò)效益最大化模型來設(shè)計(jì)鏈路的調(diào)度策略。該模型被證明為凸優(yōu)化問題,采用直接對這個(gè)凸優(yōu)化問題進(jìn)行對偶分解,得到

4、了一個(gè)新的網(wǎng)絡(luò)效益最大化的解法,并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一種最小化期望網(wǎng)絡(luò)代價(jià)與最優(yōu)網(wǎng)絡(luò)代價(jià)差值的調(diào)度算法。相應(yīng)的計(jì)算結(jié)果證明了該方法可以提高網(wǎng)絡(luò)效益并且能夠收斂到最優(yōu)解。
　　 3.針對非確定性衰落信道的無線Mesh網(wǎng)絡(luò),建立了擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)效益最大化模型,設(shè)計(jì)了可以在空時(shí)復(fù)用模式下運(yùn)行的啟發(fā)式鏈路調(diào)度算法。根據(jù)是否可以得到即時(shí)信道狀態(tài)信息,將信道衰落與鏈路調(diào)度結(jié)合考慮從而分別得到兩個(gè)速率范圍區(qū)域。進(jìn)而對于未知和已知即時(shí)信道狀態(tài)信息的情