無線Mesh網(wǎng)絡(luò)中公平性問題研究.pdf

1、無線Mesh網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議沿用了IEEE802.11 DCF機(jī)制,采用帶沖突避免的載波偵聽多址訪問(CSMA/CA)。DCF機(jī)制主要適用于單跳機(jī)制,因而無線Mesh網(wǎng)絡(luò)的多跳機(jī)制在帶來網(wǎng)絡(luò)健壯性好、可靠性高等優(yōu)勢(shì)的同時(shí)也導(dǎo)致了網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)隱藏/暴露終端、節(jié)點(diǎn)流的競(jìng)爭(zhēng)甚至遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)“餓死”等一系列不公平性問題。
　　網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)節(jié)點(diǎn)的不公平現(xiàn)象的根源在于其物理位置。首先,網(wǎng)絡(luò)中的任意節(jié)點(diǎn)之間可以互連,節(jié)點(diǎn)都具有路由轉(zhuǎn)發(fā)功能。節(jié)點(diǎn)內(nèi)部存在兩種數(shù)

2、據(jù)流:自身流和轉(zhuǎn)發(fā)流,轉(zhuǎn)發(fā)流因自身流優(yōu)先進(jìn)入節(jié)點(diǎn)隊(duì)列而被推遲發(fā)送或丟棄,使被轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)得不到公平的信道資源。因此節(jié)點(diǎn)能否公平享有網(wǎng)絡(luò)資源在于節(jié)點(diǎn)內(nèi)部自身流與轉(zhuǎn)發(fā)流的平衡問題。針對(duì)該情況,一種多級(jí)隊(duì)列動(dòng)態(tài)調(diào)度機(jī)制(DSNQ)在本文中被提出。該機(jī)制實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單,將節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)流進(jìn)行分組,既將節(jié)點(diǎn)的自身流與轉(zhuǎn)發(fā)流進(jìn)行分級(jí),又通過賦予不同的隊(duì)列長(zhǎng)度以動(dòng)態(tài)適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)目變化。在不同的數(shù)據(jù)隊(duì)列中進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)度,以實(shí)現(xiàn)不同節(jié)點(diǎn)的公平發(fā)送機(jī)會(huì)。通過OPN

3、ET仿真驗(yàn)證了多級(jí)隊(duì)列動(dòng)態(tài)機(jī)制的有效性。位于網(wǎng)絡(luò)不同位置的節(jié)點(diǎn)接入時(shí)延相近,整個(gè)WMN網(wǎng)絡(luò)的平均吞吐量提升約10％,表明該機(jī)制實(shí)現(xiàn)了不同節(jié)點(diǎn)尤其是遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)接入信道的公平性,改善了網(wǎng)絡(luò)整體性能。
　　多級(jí)隊(duì)列動(dòng)態(tài)調(diào)度機(jī)制緩解了節(jié)點(diǎn)處的不公平性,但無線Mesh網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)還受網(wǎng)絡(luò)位置和承載通信業(yè)務(wù)量的影響而不能公平共享信道資源。為此,本文提出競(jìng)爭(zhēng)鄰域的概念,引入網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的跳數(shù)及競(jìng)爭(zhēng)終端數(shù)目?jī)蓚€(gè)關(guān)鍵因子,提出無線Mesh網(wǎng)絡(luò)中的公平性參