【摘 要】
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信道分配是无线自组织网络重要的研究方向,过程包括接入控制、资源分配和信道调整三个步骤。由于信道资源的有限性,公平合理的为网络节点分配信道资源是一个挑战,且多接口多信道技术的发展使信道分配问题更加复杂。本文对目前无线自组织网络的信道分配策略发展现状进行了研究,总结了信道分配存在的三个问题为信道间干扰、信道利用率较低以及服务质量（Quality of Service,QoS）难以保障,并给出了具体的解
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信道分配是无线自组织网络重要的研究方向,过程包括接入控制、资源分配和信道调整三个步骤。由于信道资源的有限性,公平合理的为网络节点分配信道资源是一个挑战,且多接口多信道技术的发展使信道分配问题更加复杂。本文对目前无线自组织网络的信道分配策略发展现状进行了研究,总结了信道分配存在的三个问题为信道间干扰、信道利用率较低以及服务质量（Quality of Service,QoS）难以保障,并给出了具体的解决方案。针对接入控制过程中节点请求空闲信道被拒绝影响QoS问题,本文提出具有QoS增强的动态信道分配策略（Dynamic Channel Allocation Strategy for QoS Enhancement,DCASQE）,以降低空闲信道请求的拒绝率。首先,基于连续时间马尔可夫链建立信道可用性模型并计算信道可用性,通过信道可用性计算信道可用性因子（Channel Availability Factor,CAF）和信道可用性阈值（Channel Availability Threshold,CAT）;然后根据CAF和CAT的比较结果进行动态的信道分配;最后利用最早截止日期优先算法实现QoS保障,并通过数据包分割算法实现QoS增强。NS2仿真结果表明,DCASQE提高了分组投递率和吞吐量,降低了端到端时延和总开销,与现有算法相比,实现了QoS增强。针对资源分配过程中节点自私性导致信道利用率降低以及信道间干扰问题,本文提出基于强化学习的动态信道分配（Dynamic Channel Allocation based on Reinforcement Learning,DCARL）算法。首先,通过信道资源分配比例刻画节点的自私程度;其次,利用信道间干扰因子量化节点间干扰程度;最后,以提高信道利用率和降低干扰为目标建立优化模型,采用强化学习方法获取最优的信道资源分配比例。NS2仿真结果表明,不同信道资源分配比例和信道间干扰组合具有不同的网络性能,选取最优的信道资源分配比例可以在一定程度上减少节点自私性,降低信道间干扰,并提高信道利用率。综上所述,本文提出的算法能够实现QoS保障和增强,并且降低了信道间干扰,提高了信道利用率。
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