基于802.11的无线Mesh网络中机会通信协议的研究
发布时间：2020-06-26 02:44
【摘要】：随着通信技术的发展,无线宽带接入技术受到越来越多的关注。基于IEEE 802.11的无线Mesh网络具有可拓展性强、方便且廉价的特点,近年来被越来越多的用来提供因特网接入服务,具有较为广阔的发展前景。但是,受到带宽的限制和无线网络中随机性丢包率的影响,目前Mesh网络提供的宽带接入速度有限,无法完全满足人们对于高清视频流、文件共享等带宽占有率较高应用的需求。为了解决这些问题,本文主要通过设计机会(opportunistic)通信协议来利用无线网络中的分集性(diversity),从而达到提高Mesh网络的吞吐量和稳定性的目的。无线网络最主要的特征在于其不确定性:用户位置、行为和环境的随机性与复杂的信号衰减过程相互作用,造成了无线网络中随机而又独立的链路状态。这些独立的随机信号衰减过程通常被定义为分集性(diversity),一般可以通过多个天线或多个用户来使用它。对于应用多用户分集性(Multi-userdiversity)的协议而言,难点主要在于如何减少其同步和控制开销以避免重传。本文主要通过综合运用流内网络编码(intra-flownetwork coding)和802.11协议中二进制后退(backoff)机制本身的随机性来设计新的机会通信协议,以减少同步和控制开销,主要内容包括:提出了一种基于补丁的机会纠错算法。与以往的重传算法不同,该算法允许Mesh网络的路由节点将收到的错误包广播一跳,再由其他中转节点针对该错误包的生成相应的补丁,并机会地将这些补丁路由到该错误包的下一跳节点,模拟实验表明该算法降低了重传次数。设计了一种基于在线网络编码的机会重传协议。设计了一种多对一的在线网络编码算法,使得该重传协议能简洁有效地选取更靠近目标的中转节点代替源节点发送传送失败的包。提出了一种协调机会路由算法中的转发节点的新协议。通过综合运用802.11协议中的backoff机制的随机性和流内(intra-flow)网络编码,该协议降低了对精确丢包率测量的依赖,能较为显著的减少机会路由协议的转发次数,提高网络吞吐量。对IEEE 802.11协议在多跳无线网络中的短期不公平性行为进行了建模,分析了这种短期不公平性对路由稳定性的影响。设计了一种允许有限竞争的多信道分组调度算法。与以往的基于单个链接的调度算法不同,新的算法一次选取一个组的流进行调度,组内的各个链接在彼此的感知范围以内,并动态的使用802.11的DCF机制来协调各自的发送顺序,从而减少了出现无数据可传的的连接的几率。模拟实验表明,该算法能有效提高多信道Mesh网络的吞吐量。
【学位授予单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN929.5
【图文】：
逦第一章绪论这些协议主要通过利用无线网络中的分集性来达到提氋网络性能展示了邋Ｍｅｓｈ网络中的一个典型分集性场景。如图１．２所示，网要向目标节点Ｄ发送两个数据包（ａ和ｂ），由于无线网络中的信等因素，这两个包都发送失败了。分集性的关键想法是利用无线（ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ）来达到减少错误、提高重传效率的目的。例如在图１．２Ｄ和其他两个监听节点Ｒｌ，邋Ｒ２都没有正确地接收到数据包ａ接收到的数据包中的错误部分呈现出一定的互办l挕Ｎ颐强梢匀萌返模幔惨圆苟。ǎ穑幔簦悖瑁┑姆绞椒⑺透诘悖模崩茫遥步诘悖摹Ｓ捎诮诘悖遥焙停遥怖肽勘杲诘悖母啾扔谠吹拇渌俾矢撸砦舐矢停庋颐强梢越洗蠓鹊靥岣咧赝绲耐掏铝俊ｅ义希
本文编号：2729706
【学位授予单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN929.5
【图文】：
逦第一章绪论这些协议主要通过利用无线网络中的分集性来达到提氋网络性能展示了邋Ｍｅｓｈ网络中的一个典型分集性场景。如图１．２所示，网要向目标节点Ｄ发送两个数据包（ａ和ｂ），由于无线网络中的信等因素，这两个包都发送失败了。分集性的关键想法是利用无线（ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ）来达到减少错误、提高重传效率的目的。例如在图１．２Ｄ和其他两个监听节点Ｒｌ，邋Ｒ２都没有正确地接收到数据包ａ接收到的数据包中的错误部分呈现出一定的互办l挕Ｎ颐强梢匀萌返模幔惨圆苟。ǎ穑幔簦悖瑁┑姆绞椒⑺透诘悖模崩茫遥步诘悖摹Ｓ捎诮诘悖遥焙停遥怖肽勘杲诘悖母啾扔谠吹拇渌俾矢撸砦舐矢停庋颐强梢越洗蠓鹊靥岣咧赝绲耐掏铝俊ｅ义希
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