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无线Mesh网已经成为了一种非常具有应用前景的新型无线组网技术,特别是多射频多信道无线Mesh网,由于网络中有多个信道可供分配,每个节点有多个射频,这样网络的健壮性、灵活性和性能得到了大幅提高,已经成为了网络研究热点。多射频多信道无线Mesh网技术中的许多关键问题还没有完全解决,信道分配技术就是其中之一。信道分配技术对提高频谱的利用率、提高网络容量具有决定性的作用。
本论文首先针对小型无线Mesh网设计了一种基于纯整数线性规划的流量感知静态集中式信道分配算法TRASC。该算法采用改进型的物理干扰模型,提高了算法的可行性和精确度。同时TRASC所具有的流量感知特性考虑了预期流量,使信道分配结果更趋于合理。
另外,由于无线Mesh网中流量的时变特性,如果仅仅在流量变化导致网络瓶颈之后才开始调整信道分配,就会使得信道分配过程极为被动低效,在性能上才难以大幅度提高。因此,本论文针对上述问题以及集中式静态信道分配算法的不足,提出了一种基于局部信息的流量感知动态分布式信道分配算法TRADD。
针对无线Mesh网信道分配存在的问题和难点,本论文在充分考虑各信道分配方案的优势和缺陷的基础上,结合各种信道分配类型的特点,设计了适用于无线Mesh终端网和无线Mesh骨干网的两种信道分配方案。本论文的主要工作如下:
(1)综合物理干扰模型和协议干扰模型的优缺点,分别提出了改进型物理干扰模型和协议干扰模型,既降低了计算复杂度,又提高了干扰模型的准确性。
(2)研究静态信道分配算法,动态信道分配算法和混合信道分配算法的设计方法和设计特点,首先设计了一个针对于小型Mesh网络的静态信道分配算法。然后针对大型无线Mesh网提出一个动态信道分配算法。
(3)研究分布式和集中式的信道分配方案的优劣,并针对小型无线Mesh网设计一个集中式信道分配算法,针对大型无线Mesh骨干网设计分布式信道分配算法。
(4)设计两个信道分配算法使之能够适应网络中的流量变化,提高网络的整体性能。
(5)利用仿真工具,从吞吐量,干扰程度,时延,信道使用率,丢包率等方面进行比较,验证算法的高效性。