多跳多接口無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的協(xié)作路由.pdf

1、協(xié)作通信因其能夠利用協(xié)作分集有效的抗無(wú)線信道中的多徑衰落而得到了廣泛的關(guān)注。在多用戶通信環(huán)境中，使用單副天線的各種臨近移動(dòng)用戶按照一定方式共享彼此的天線協(xié)同發(fā)送，從而產(chǎn)生一種類似多天線發(fā)送的虛擬環(huán)境，可以在不增加設(shè)備復(fù)雜度和網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的基礎(chǔ)上獲得空間分集增益，提高系統(tǒng)傳輸性能，且可以擴(kuò)大無(wú)線傳輸?shù)母采w范圍，因此成為無(wú)線通信的研究熱點(diǎn)，也是下一代無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵優(yōu)化技術(shù)之一。
　　 在協(xié)作通信中，源節(jié)點(diǎn)選擇合適的中繼節(jié)點(diǎn)進(jìn)行傳輸，

2、中繼選擇就成為影響協(xié)作通信性能的關(guān)鍵?，F(xiàn)有的中繼選擇方案大多是在單接口網(wǎng)絡(luò)中且是給定路由下只為一跳或者多跳選擇中繼轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)，沒有考慮到路由選擇。本文考慮在多跳無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中，聯(lián)合路由選擇和中繼協(xié)作節(jié)點(diǎn)的分配，來(lái)研究以下方面:
　　 1.根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)接口以及容量限制條件等進(jìn)行數(shù)學(xué)建模。在多跳多接口無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)配備多個(gè)無(wú)線接口;然后在多條數(shù)據(jù)流并存的條件下，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)中容量以及接口數(shù)限制等要求，將路由選擇和中繼轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)選擇的問(wèn)題

3、建模為一個(gè)數(shù)學(xué)問(wèn)題，其目標(biāo)是最大化網(wǎng)絡(luò)各條數(shù)據(jù)流中最小的傳輸速率;最后得到一個(gè)混合整數(shù)線性規(guī)劃(MILP)問(wèn)題，并已有證明其是NP難問(wèn)題。
　　 2.根據(jù)上述的MILP問(wèn)題，提出一種基于分支定界的集中式路由算法。該算法利用分支定界的思想將原問(wèn)題分解為多個(gè)子問(wèn)題來(lái)獲得最優(yōu)解。在具體實(shí)現(xiàn)中，將解空間用上下界來(lái)逼近，在算法迭代過(guò)程中更新上下界，當(dāng)上下界之差小于某個(gè)給定的小數(shù)值時(shí)，當(dāng)前的整數(shù)解集則為最優(yōu)解，該最優(yōu)解則為當(dāng)前最優(yōu)的路由和中

4、繼節(jié)點(diǎn)分配情況。
　　 3.針對(duì)上述問(wèn)題又提出一種聯(lián)合流路由和中繼分配的分布式算法。在多跳多接口無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中為了研究協(xié)作通信的應(yīng)用，又提出了一種分布式聯(lián)合路由和中繼節(jié)點(diǎn)分配的算法。算法包括兩個(gè)子算法:首先在不考慮接口數(shù)目限制的條件下，以最大化數(shù)據(jù)流的傳輸速率為目標(biāo)位各條數(shù)據(jù)流選擇一條最佳協(xié)作路由，為此提出了協(xié)作路由選擇算法;然后為了局部調(diào)整有些節(jié)點(diǎn)服務(wù)的數(shù)據(jù)流數(shù)目超過(guò)了其接口數(shù)，提出了公平性感知路由調(diào)整算法。該算法分布式的為網(wǎng)絡(luò)中