無線網格網絡的信道分配和路由算法的研究.pdf

1、無線網絡為人們提供便利、快捷的通信方式。無線局域網的熱點覆蓋、蜂窩網的空間資源復用以及最近WiMax加入3G標準等，都為無線網絡的發(fā)展提供了機遇和空間。作為下一代因特網技術——無線網格網絡，能夠用于擴展無線網絡的覆蓋范圍、提高網絡的性能。該網絡由無線路由器和無線客戶端組成，路由器構成網絡的主干，為其他路由器和客戶提供接入，并通過具有網關功能的路由器與不同性質的網絡相連。網絡中的每個節(jié)點，路由器或客戶端都能夠收發(fā)數據包以及為其他節(jié)點轉發(fā)數

2、據包。
　　無線網格網絡的應用領域十分廣泛，對它的研究有很多的成果。信道分配和路由是影響網絡的質量和性能的重要因素。論文研究目的在于通過研究無線網格網絡的信道分配和路由算法，針對網絡多射頻、多跳的結構特點，對網絡進行優(yōu)化，使網絡獲得更好的性能如帶寬利用率、吞吐量、時延、丟包率等。
　　通過分析、研究主干網模式下典型算法發(fā)現：由于網絡結構、業(yè)務模式等不同，使用針對adhoc網絡的信道分配和路由算法并不能從根本上解決網絡中存在的

3、問題；而現有的無線網格網絡的信道分配和路由算法正處于研究階段，它們或多或少地在某方面存在缺陷。論文詳細介紹算法的基本思想以及它們的優(yōu)缺點：
　　(1)將信道分配問題轉化為圖的頂點、邊著色問題求解。本論文研究以網絡連通度和系統(tǒng)干擾作為網絡的優(yōu)化目標。在干擾模型下，通過拓撲結構控制保證通信網絡的連通性，使用一定的策略如貪心搜索、禁忌搜索等信道分配算法，得到最小的系統(tǒng)干擾。在優(yōu)化過的網絡圖中進行路由；
　　(2)將信道分配和路由轉

4、化為一個規(guī)劃問題。以傳輸時間、吞吐量等為網絡的優(yōu)化目標，使用最短路徑、最大流等思想對網絡傳輸進行優(yōu)化。通常此方法作為主干網上信道分配和路由的主要方法。
　　通過對現有算法的分析研究，論文提出了針對無線網格網絡的信道分配和路由算法,基本思想如下：
　　(1)用區(qū)組設計和分層路由的思想，對分布的節(jié)點進行區(qū)域的劃分和信道分配，在網絡拓撲結構2-連通的前提下使節(jié)點平均地使用信道，從而將干擾平均到每一個信道；
　　(2)基于拓撲

5、控制的思想，對網絡中節(jié)點通信使用的功率進行調節(jié),簡化通信網絡的拓撲結構并保持網絡的2-連通性.對已簡化網絡進行信道分配，最小化系統(tǒng)干擾；
　　(3)對于一定的傳輸模式，通過將信道分配和路由結合，用規(guī)劃的方法進行求解.通過對各個通信區(qū)域內的節(jié)點流量的限制獲得網絡負載的均衡。根據連接上的流量需求進行信道分配，增大流量瓶頸連接的傳輸能力，從而縮短傳輸時間,提高吞吐量。
　　將以上提出的算法應用在通信網絡模擬中，得到較為明顯的性能優(yōu)