多接口無線Mesh網(wǎng)絡(luò)信道分配機(jī)制研究.pdf

1、無線Mesh網(wǎng)絡(luò)是一種多跳自組織的無線網(wǎng)絡(luò)，可以被用于“最后一公里”寬帶無線接入。相比當(dāng)前已得到廣泛應(yīng)用的Wi—Fi網(wǎng)絡(luò)，無線Mesh網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍大、架設(shè)成本低、健壯性強(qiáng)，已經(jīng)成為目前寬帶無線通信的研究熱點(diǎn)。
　　 由于鏈路之間的干擾，無線Mesh網(wǎng)絡(luò)的容量隨節(jié)點(diǎn)數(shù)增多和平均跳數(shù)增大會急劇下降。采用多接口技術(shù)可以為網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)或鏈路分配不同信道，有效降低網(wǎng)絡(luò)干擾，提升網(wǎng)絡(luò)容量。
　　 本文以提高網(wǎng)絡(luò)容量為目標(biāo)，研究多接

2、口無線Mesh網(wǎng)絡(luò)中的信道分配問題。
　　 本文根據(jù)網(wǎng)絡(luò)中各鏈路的干擾關(guān)系、各鏈路的流量以及各鏈路的速率來計(jì)算網(wǎng)絡(luò)干擾度，以此度量網(wǎng)絡(luò)容量。以最小化網(wǎng)絡(luò)干擾度為目標(biāo)，構(gòu)建了全網(wǎng)信息可知時(shí)的集中式信道分配優(yōu)化模型，該模型適用于各鏈路具有不同數(shù)據(jù)率的情形。通過優(yōu)化模型可以求解出最優(yōu)的信道分配。計(jì)算結(jié)果表明，即便單個(gè)節(jié)點(diǎn)上的接口數(shù)目小于可用信道數(shù)，也可以有效地降低網(wǎng)絡(luò)干擾。為降低復(fù)雜度，本文設(shè)計(jì)了一種啟發(fā)式的信道分配算法，可獲得接近最

3、優(yōu)的信道分配。
　　 無線Mesh網(wǎng)絡(luò)是分布式的，獲取全局網(wǎng)絡(luò)信息需要非常大的開銷，而且基于全局網(wǎng)絡(luò)信息的信道分配計(jì)算復(fù)雜度高。為了降低開銷和計(jì)算復(fù)雜度，本文研究了基于局部網(wǎng)絡(luò)信息的路由和信道分配聯(lián)合優(yōu)化。針對實(shí)際Mesh網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)流特點(diǎn)，提出一種路由和信道分配聯(lián)合優(yōu)化的分布式算法，包括：一種綜合考慮路徑剩余容量和路徑占用網(wǎng)絡(luò)資源的路由度量、一種有效的鏈路剩余容量計(jì)算方法以及一種綜合考慮每條下行鏈路的流量和干擾來為DOWN—NI

4、C分配信道的方法。仿真結(jié)果表明，采用該算法可以有效提升網(wǎng)絡(luò)吞吐量、降低平均端到端時(shí)延。
　　 目前大多數(shù)無線Mesh網(wǎng)絡(luò)都基于IEEE802.11b/g標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的11個(gè)可用信道，只有3個(gè)信道相互正交。針對正交信道數(shù)目少的情況，本文從理論上分析不同間隔的信道間的干擾范圍，證明了只要信道間隔足夠大，部分相交信道也可使用于多接口無線Mesh網(wǎng)絡(luò)。提出了啟發(fā)式的部分相交信道分配算法，仿真結(jié)果表明，采用部分相交信道分配可以在正交信