無線Mesh網(wǎng)絡(luò)干擾感知路由技術(shù)研究.pdf

1、隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和智能終端的迅速發(fā)展，為了滿足移動(dòng)用戶無處不在的通信需求，無線Mesh網(wǎng)絡(luò)(Wireless Mesh Networks; WMN)應(yīng)運(yùn)而生。無線Mesh網(wǎng)絡(luò)能提供多種接入服務(wù)，易于維護(hù)，而且它具有較強(qiáng)的魯棒性，能夠很好的與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)兼容，因此，無線Mesh網(wǎng)絡(luò)一直都是國(guó)內(nèi)外研究熱點(diǎn)。
　　路由技術(shù)是影響無線Mesh網(wǎng)絡(luò)性能的一個(gè)重要因素，也是國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)問題。高效的路由協(xié)議是確保無線Mesh網(wǎng)絡(luò)高效運(yùn)行的關(guān)鍵，然

2、而，由于無線信道的廣播特性，無線Mesh網(wǎng)絡(luò)中路由面臨著許多挑戰(zhàn)。首先，在無線Mesh網(wǎng)絡(luò)中，多個(gè)相鄰鏈路同時(shí)傳輸數(shù)據(jù)時(shí)彼此之間會(huì)產(chǎn)生干擾，這種干擾是制約無線網(wǎng)絡(luò)性能和可擴(kuò)展性的重要因素。其次，鏈路之間的干擾與業(yè)務(wù)密切相關(guān)，無線Mesh網(wǎng)絡(luò)中業(yè)務(wù)的分布和業(yè)務(wù)的特性直接影響了網(wǎng)絡(luò)中干擾的模式和大小。干擾感知路由技術(shù)是對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的干擾進(jìn)行感知，在路由選擇時(shí)選擇受到干擾較小的路徑，從而可以有效地提高網(wǎng)絡(luò)性能。然而，在傳統(tǒng)的干擾感知路由協(xié)議中，很

3、少考慮具體業(yè)務(wù)對(duì)干擾的影響。本文基于業(yè)務(wù)負(fù)載和業(yè)務(wù)特性來設(shè)計(jì)新的干擾感知路由協(xié)議。主要貢獻(xiàn)如下:
　　(1)針對(duì)無線Mesh網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)負(fù)載對(duì)干擾的影響，本文從負(fù)載均衡的角度來降低網(wǎng)絡(luò)中鏈路之間的干擾，提出了一種基于負(fù)載均衡的干擾感知路由協(xié)議。網(wǎng)絡(luò)中負(fù)載不均衡會(huì)增加鏈路之間的干擾，從而增加分組端到端傳輸延時(shí)和丟包率，降低網(wǎng)絡(luò)資源利用率。本文首先對(duì)無線Mesh網(wǎng)絡(luò)中的干擾建立理論優(yōu)化模型。然后基于該優(yōu)化模型提出了一種基于負(fù)載均衡的干擾感

4、知路由協(xié)議。該路由協(xié)議能夠區(qū)分網(wǎng)絡(luò)中流內(nèi)干擾和流間干擾對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能的不同影響，并能夠通過對(duì)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)進(jìn)行負(fù)載均衡來降低網(wǎng)絡(luò)中的干擾。仿真結(jié)果表明，本文提出的路由協(xié)議在不顯著增加路由額外開銷的情況下，可以有效提高網(wǎng)絡(luò)整體吞吐量和分組投遞率，減少端到端時(shí)延。
　　(2)針對(duì)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的自相似性對(duì)網(wǎng)絡(luò)干擾的影響，本文提出了一種基于自相似業(yè)務(wù)的干擾感知路由協(xié)議。網(wǎng)絡(luò)中業(yè)務(wù)特性直接影響了網(wǎng)絡(luò)中的干擾。傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議研究一般假設(shè)業(yè)務(wù)是短相關(guān)的。然而，

5、對(duì)大量實(shí)際無線網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的研究表明網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)廣泛存在自相似性。與短相關(guān)業(yè)務(wù)相比，自相似業(yè)務(wù)的一個(gè)突出的特征就是突發(fā)性，這種突發(fā)性會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)中干擾的突發(fā)性，從而導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)吞吐量降低和丟包率增大。本文對(duì)自相似業(yè)務(wù)進(jìn)行建模，然后從理論上分析了自相似業(yè)務(wù)下排隊(duì)系統(tǒng)的性能，并仿真了自相似業(yè)務(wù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能的影響。在此基礎(chǔ)上提出一種基于自相似業(yè)務(wù)的干擾感知路由判據(jù)，該路由判據(jù)能夠估計(jì)自相似業(yè)務(wù)下的隊(duì)列丟包率并測(cè)量鏈路的丟包率，得出分組單跳期望傳輸次數(shù)?；谠?/p>