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无线Mesh网络也称无线网状网(WMN)是一种新型的宽带无线多跳网络。WMN通常由Mesh路由器和Mesh客户端构成,其中Mesh路由器的移动性相对较小,可以构成覆盖特定区域的无线骨干网,用于向Mesh客户端及传统的客户提供网络接入。WMN与传统无线网络相比,在灵活组网、提高网络覆盖率、增加网络容量、减少前期投资等诸多方面都显现出较大的优势,尤其适合在缺乏有线网络资源情况下实现宽带无线接入和覆盖;包括在军事上或救灾时可用于构建临时性的无线网络、用于构建宽带无线接入网及无线回程网等。WMN目前已得到众多无线标准的支持,如IEEE 802.11、IEEE 802.15、IEEE 802.16、IEEE 802.20等。WMN因其广泛的应用前景而成为研究的热点。本学位论文的研究工作主要围绕无线Mesh网络的资源管理关键技术展开,利用博弈论、智能计算方法和优化理论等数学方法,主要对MAC调度技术和QoS技术中的速率分配问题进行了较深入的研究。具体研究内容及创新成果主要包括:1)在对MAC层调度技术的研究基础上,提出了一种基于动态退避指数调整的IEEE 802.16 WMN自适应分布式调度算法。所提的算法与IEEE 802.16 WMN分布式调度机制兼容,并考虑到网内节点间通信时业务不均衡的特性,该自适应分布式调度算法根据当前节点对调度子帧传输机会的需求动态设置不同的退避指数,需要完成数据调度的节点使用比较小的退避指数来获取更多资源;不需要完成数据调度的节点则使用比较大的退避指数。使用NS2进行仿真表明,该算法可以有效提高系统的吞吐量,降低业务流端到端的传输时延。2)研究了弹性业务的网络速率分配博弈。为不同弹性业务提供不同的QoS是WMN热点问题。针对IEEE 802.16 WMN分布式资源分配问题,提出了一种基于纳什讨价还价解的资源分配方法。该方法结合多收发器多信道的协议干扰模型,利用纳什讨价还价解,联合信道分配和自适应调制编码技术,定义业务端到端流量的效用函数,根据业务不同的讨价还价能力来提供业务的QoS保证。使用户在分布式的情况下以合作方式竞争资源,既能保证高优先级流的QoS,又可使网络整体性能达到帕累托最优。实验结果表明所提方法能保证用户的QoS和改善网络的整体性能。3)研究了非弹性业务的网络速率分配问题。联合自适应调制编码技术,将非弹性业务速率分配问题建模为网络效用最大化的非凸优化问题。由于非凸优化求解是NP难问题,当前国内外对非凸优化问题研究非常有限,而粒子群算法对函数的连续性、可导性和凸性无特殊要求,适合用于非凸优化问题求解,因此提出了一种基于粒子群算法的集中式非弹性业务速率分配算法,仿真表明该算法能较快收敛到次优解。4)在3)的基础上,针对集中式的优化算法存在复杂度较高、信令开销大和效率低的缺点,基于优化理论提出了一种启发式分布式非弹性业务速率分配算法,仿真结果证明了该算法在容量不充足时,能保证非弹性业务最低速率要求;在容量充足时,能收敛到最优解。上述的有关思想和结论主要是基于IEEE 802.16 WMN,使得结论具有较好的可比性,但其思想可以推广应用到其他WMN的场合。