多接口多信道无线Mesh网络信道分配算法研究

发布时间：2020-04-01 17:20

【摘要】：无线Mesh网络是一种由Mesh路由器和Mesh终端组成的多跳无线网络，因具备投入低、部署容易、健壮性强、覆盖范围广、带宽高等优点，已成为解决“最后一公里”宽带接入问题的重要解决方案。由于正交信道数目有限，为取得网络的最大容量，信道分配至关重要。无线Mesh网络中，使用多接口多信道可有效提升网络容量，改善网络性能。本文主要研究了多接口多信道无线Mesh网络信道分配的问题。研究内容和成果如下： 首先，本文对无线Mesh网络的技术特征、应用场景和关键技术进行分析，介绍了无线Mesh网络使用的标准。此外，分析了信道分配的目标和约束条件，总结了现有信道分配算法的优缺点，，为后面的信道分配算法研究奠定了理论基础。 其次，对信道分配过程中需要考虑的干扰问题，本文采用更为精确的物理模型进行估算。以网络容量最大化为优化目标，提出了一种基于整型规划的信道分配模型。采用Lingo软件对信道分配模型进行了求解，通过设置不同的网络场景，采用数值分析的形式，对模型的有效性和可靠性进行了验证。为降低信道分配问题的复杂度，本文还设计了一种启发式的信道分配贪婪算法，并将其求解结果作为Lingo模型的初始解，有效提高了优化模型求解的效率和质量。 最后，本文提出了一种基于离散粒子群优化的信道分配算法。在实现过程中，本文引入了变异操作随机更改粒子位置；同时，采用源自遗传算法的交叉操作，根据个体和全局最优值改变当前粒子的位置，通过这一改进使DPSO适用于无线Mesh网络信道分配问题。在算法中增加了信道合并过程以消除违背接口数量约束的问题。本文采用Matlab对算法进行设计和实现，仿真结果表明，与同类算法相比，本文设计算法能有效降低干扰并改善网络性能。
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然后进行求解，最后对结果进行分析讨论。确定信道分配问题目标函数及约束条件设计数学模型 建立Lingo模型分析求解报告求解Lingo模型根据求解数据绘制图形并分析结果图 3.3 信道分配优化模型求解过程在信道分配模型的计算中，根据无线网络相关标准，主要采用 IEEE 80EE 802.11 a 的正交信道数目进行计算。网络参数设置如下表：表 3.1 网络参数列表网络参数 取值成功接收信噪比门限 10dB节点发射功率 15.6dBm背景噪声 -97dBm信道带宽 5MHz载波频率 2.4GHz下图为采用 LINGO 求解信道分配问题的结果截屏。
【学位授予单位】：国防科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TN929.5

【参考文献】

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本文编号：2610740