多速率无线Mesh网络路由度量与信道分配联合算法研究

发布时间：2017-10-13 07:42

  本文关键词：多速率无线Mesh网络路由度量与信道分配联合算法研究

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【摘要】：无线通信技术与移动互联网的飞速发展给人们的日常生活带来了前所未有的改变,人们对于网络的要求也随之不断提高。无线Mesh网络(Wireless Mesh Networks,WMN)因其低成本、易部署、高速率、灵活性强等特点在多种应用场景下得到了广泛的应用,WMN目前已成为构建无线网络的一种重要通信技术,是一种高效且合理的选择。目前的网络协议中均支持多种传输速率,在网络中充分且合理的利用多速率传输能力以及可用速率资源对提升网络的整体性能具有重要意义。多速率WMN中,当邻近的低速率链路与高速率链路争用同一条无线信道时,高速率链路性能会受到低速率链路的严重影响,导致其不能充分发挥自身的高速率优势,产生性能异常现象。已有大量学者对多速率WMN中的性能异常现象进行了深入的研究,提出了多种路由度量以及信道分配算法,解决多速率网络中的传输问题。但现有多速率网络路由度量以及信道分配算法中,并未考虑两者之间的相互影响,未能真正体现网络中的实际状况。因此研究路由度量与信道分配联合算法对缓解多速率网络性能异常现象,提升网络整体性能,具有重要的意义和价值。本文针对多速率WMN现有性能异常现象解决方法中未考虑路由度量和信道分配之间的影响问题,综合考虑路由度量与信道分配之间的相互关系与影响,提出了一种多速率WMN最小开销路由度量与速率分离信道分配联合算法(Multi-rate Dijkstra’s min-Cost-Rate Separated,MDC-RS)。在路由度量过程中利用网络中的多速率传输能力,计算不同速率下节点之间的开销,获得节点的最小开销路径与相应的传输速率。并结合WMN的特点,从目的节点逆向找路,遍历网络中所有节点。在MDC路由度量的基础上,根据计算节点的吞吐量权值,将网络中不同速率链路分配到不同的信道上,实现链路速率分离,避免了不同速率链路间的直接竞争,解决性能异常现象。为进一步提升网络整体性能,在MDC-RS联合算法的基础上,本文提出了多路径路由度量与部分重叠信道分配联合算法(Multipath MDC-RS Partially Overlapped,MMDC-RSPO)。通过多路径路由度量MMDC,获取节点在所用传输速率下的多个可用转发节点。路由度量过程中考虑了节点的负载状况,能够更好地实现网络负载均衡。在MMDC的基础上,针对可用正交信道数的制约,通过利用多速率环境下的部分重叠信道,计算链路在不同信道上的速率干扰权重,在实现链路速率分离的同时,为链路选择可用的部分重叠信道,充分利用可用信道资源,进一步提升网络性能。基于NS-3网络模拟仿真平台,对所提MDC-RS与MMDC-RSPO算法进行了性能仿真分析。结果表明,所提算法显著提高了网络吞吐量,降低了平均端到端延迟以及丢包率。
【关键词】：无线Mesh网络 多速率 多接口多信道 路由度量 信道分配
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN929.5
【目录】：

• 摘要4-6
• abstract6-11
• 第1章 绪论11-17
• 1.1 论文研究背景及意义11-12
• 1.2 国内外研究现状12-15
• 1.3 论文主要内容与结构安排15-17
• 第2章 WMN基础知识及多速率技术概述17-29
• 2.1 WMN基础知识17-21
• 2.1.1 WMN组成与结构17-19
• 2.1.2 WMN与其他无线网络技术的比较19-20
• 2.1.3 WMN在PAN、LAN及MAN中的应用20-21
• 2.2 多信道机制21-23
• 2.2.1 多信道介质访问控制21-22
• 2.2.2 可用信道数的制约22-23
• 2.3 多速率技术23-27
• 2.3.1 原理及实现23-25
• 2.3.2 标称数据传输速率25
• 2.3.3 多速率能力25-26
• 2.3.4 性能异常现象26-27
• 2.4 本章小结27-29
• 第3章 多速率最小开销路由度量与速率分离信道分配联合算法29-47
• 3.1 多速率最小开销路由度量29-34
• 3.1.1 多速率系统模型29
• 3.1.2 多速率路径开销29-30
• 3.1.3 MDC路由度量30-34
• 3.2 基于MDC的速率分离信道分配34-41
• 3.2.1 引言34
• 3.2.2 链路速率偏差34-36
• 3.2.3 MDC-RS信道分配算法36-41
• 3.3 仿真实验与结果分析41-45
• 3.3.1 仿真场景与参数设置41-42
• 3.3.2 仿真结果分析42-45
• 3.4 本章小结45-47
• 第4章 多路径路由度量与部分重叠信道分配联合算法47-61
• 4.1 多路径路由度量47-52
• 4.1.1 引言47-48
• 4.1.2 多路径系统模型48
• 4.1.3 多路径路由度量开销48-50
• 4.1.4 MMDC路由度量50-52
• 4.2 基于MMDS的部分重叠信道分配52-55
• 4.2.1 引言52-53
• 4.2.2 干扰状态函数53-55
• 4.2.3 MMDC-RSPO信道分配55
• 4.3 仿真实验与结果分析55-59
• 4.3.1 仿真场景与参数设置55-56
• 4.3.2 仿真结果分析56-59
• 4.4 本章小结59-61
• 第5章 总结与展望61-63
• 5.1 全文总结61-62
• 5.2 未来工作展望62-63
• 参考文献63-68
• 作者简介及科研实践68-69
• 致谢69

【参考文献】

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中国博士学位论文全文数据库 前1条

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本文编号：1023644