延迟约束的跨层无线网络优化算法及实现

发布时间：2017-06-08 21:07

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【摘要】：在802.11无线网络的传输中,存在诸多问题,例如设备数量多、频谱资源有限、无线信号之间存在干扰、队列调度方案只注重吞吐量,并且调度复杂性较高等等。这些问题导致无线通信效率低、数据流的延迟要求难以得到保证。由于无线网络正成为人们主要的通信方式,因此得到了越来越多的重视。本文针对无线网络的传输特点,提出了延迟约束的无线网络优化算法,目的在于保证流的延迟要求的同时,合理地利用无线频谱资源,提高无线网络的吞吐。本文将软件定义网络的思想应用于无线网络中。利用系统的全局统计信息,集中式地进行决策和调度。本文在硬件设备上部署了Open Flow实验平台,添加对无线网络传输的支持,实现收集自定义信息、执行自定义信道配置命令等Open Flow中不能直接得到支持的功能。本文实现了无线网络中的队列调度和链路选择算法。对于每条链路,根据各个流的队列中当前的平均延迟和对延迟的要求,决定优先得到调度的队列;根据网络中的拓扑结构,判断各链路的相互冲突情况,选择互不冲突的链路子集进行传输。本文实现了动态配置信道资源的算法,为每条链路分配合适的中心频率和频谱宽度完成传输;根据链路当前的信道质量,预测配置完成后的冲突情况,降低计算复杂性。利用这些算法,提高频谱利用率,优化网络的性能。
【关键词】：软件定义无线网络 保障延迟 队列调度 信道配置
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN92
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第1章 绪论8-12
• 1.1 课题背景及研究的目的和意义8-9
• 1.2 国内外研究现状9-10
• 1.3 本文的主要研究内容10
• 1.4 论文结构与安排10-12
• 第2章 软件定义无线网络平台部署12-22
• 2.1 软件定义网络与OPENFLOW简介12-14
• 2.1.1 软件定义网络12-13
• 2.1.2 Open Flow13-14
• 2.2 软件定义无线网络平台部署14-21
• 2.2.1 平台整体架构15
• 2.2.2 无线AP部署15-19
• 2.2.3 收集器部署19-20
• 2.2.4 POX控制器20-21
• 2.3 本章小结21-22
• 第3章 延迟约束的无线网络队列调度22-40
• 3.1 无线网络的传输特性22-23
• 3.2 单链路中的队列调度23-34
• 3.2.1 常见的队列调度算法23-24
• 3.2.2 基于实时统计信息的队列调度24-26
• 3.2.3 POX中单链路队列调度的实现26-32
• 3.2.4 队列调度实验对比32-34
• 3.3 多AP多链路的队列调度34-39
• 3.3.1 最大权链路选择算法34-35
• 3.3.2 改进后的链路选择算法35-36
• 3.3.3 链路选择算法的实现36-39
• 3.4 本章小结39-40
• 第4章 动态频谱分配中的无线网络调度40-47
• 4.1 频谱资源对无线网络传输的影响40-43
• 4.2 动态频谱分配中的链路选择算法43
• 4.3 动态信道配置中链路选择算法的实现43-46
• 4.4 本章小结46-47
• 结论47-49
• 参考文献49-53
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文53-55
• 致谢55

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本文编号：433755