多射頻多信道無線Mesh網絡的拓撲控制和信道分配聯(lián)合算法研究.pdf

1、無線Mesh網絡通過多跳自組織能有效地為用戶提供靈活多樣的無線寬帶接入服務，同時它的覆蓋范圍廣、建設成本低和網絡健壯性強等優(yōu)點，使其越來越受到業(yè)界的關注。
　　在傳統(tǒng)的單射頻無線Mesh網絡中，Mesh節(jié)點只能工作在一個信道，使得網絡會因為沖突出現容量低、遲延大等問題?；谶@種情況，學者提出為每個Mesh節(jié)點配置多個射頻，使其能同時使用多個互不干擾信道進行通信。
　　多射頻多信道的無線Mesh網絡在提高網絡容量、降低網絡延遲

2、的同時，也帶來了網絡拓撲復雜化問題和信道分配的問題。因此如何解決上述問題，充分利用多射頻多信道的優(yōu)勢，成為無線Mesh網絡中亟需解決的問題之一。
　　針對上述情況，本文進行了以下三個方面的研究工作。
　　首先，從理論上對多射頻多信道的無線Mesh網絡進行了分析和研究。詳細探討了射頻數目、信道數目對網絡容量的影響，得出容量上限與2O(min(k，m/t))有關，其中k是信道數目、m指射頻數目、t代表單位鄰居節(jié)點度數。并在此基礎

3、上，分析了功率控制對于網絡容量的影響，推導出在信道數目較少情況下，要獲得容量最大化，需要在保證網絡連通性情況下將功率調整為最小值的結論。
　　其次，通過對多射頻多信道無線Mesh網絡的理論分析，以提高網絡吞吐量為目的，研究得到了一種集中式的基于功率控制的拓撲控制和信道分配聯(lián)合算法（BPTCA算法）。該算法在保證網絡拓撲連通性的基礎上，通過調整節(jié)點傳輸功率來最小化鏈路之間的干擾，達到優(yōu)化網絡拓撲的目標。并在優(yōu)化后的網絡拓撲基礎上，根

4、據鏈路的負載等級和干擾指數，以最大化提升信道復用率為目標，完成信道的分配。算法的特點在于在信道分配時不要求知道鏈路傳輸負載，而且通過計算各信道的干擾指數，將最小干擾信道分配給鏈路。
　　最后，將本文的BPTCA算法與原始的多射頻多信道CCA算法進行了仿真對比，仿真表明本文算法能有效提高網絡容量并且降低網絡延遲；然后將BPTCA算法與相似的集中式信道分配算法C-HYA和BFS-CA進行了仿真比較，得出在相同仿真條件下，BPTCA算法