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无线Mesh网络作为一种宽带无线网络接入解决方案,将在未来通信系统中发挥着不可或缺的作用。与传统无线网络相比,无线Mesh网络不仅融合了无线局域网和Ad Hoc网络的特点,而且它还具有高容量、高速率、覆盖范围广和可靠性强等优势。然而,无线Mesh网络的传输介质固有特性导致其应用与推广面临诸多挑战。特别是无线网络接口和可用信道的数量限制,使得网络的容量不高,信道间干扰严重。因此如何有效地利用多信道多接口技术,优化网络的容量和降低信道间的干扰,是无线Mesh网络研究中的一个关键问题。
本文以提高网络容量为目标,对多信道多接口无线Mesh网络中的信道分配问题展开研究。首先对当前无线Mesh网络中各种信道分配算法,进行详细的分析和比较,指出信道分配设计中存在的一些问题。以此为基础,结合多信道多接口无线Mesh网络的具体特征,提出两种信道分配方案,即拓扑保持的分布式信道分配方案和基于跨层设计的信道切换方案。拓扑保持的分布式信道分配方案,首先初始化计算链路的干扰度,根据信道间最小干扰的原则为链路分配信道,并且综合考虑信道的多样性以及拓扑结构连通性等因素。基于跨层设计的信道切换算法,在信道切换时借助路由信息发现处于活跃状态的节点,按需地为链路切换信道,实现最小干扰的快速数据传输。该方案考虑路由信息,有效地利用信道资源,减少路径内和路径间的干扰。
最后,对本文采用的算法进行多角度的实验验证和性能分析。仿真结果表明,与基于禁忌搜索的集中式信道分配算法相比,算法在平均吞吐量和链路间的干扰值两方面均占优。