无线Mesh网络本地化实时可靠高通量通信的信道分配算法研究

发布时间：2017-09-10 01:44

  本文关键词：无线Mesh网络本地化实时可靠高通量通信的信道分配算法研究

  更多相关文章： 无线Mesh网络 实时 可靠 高概率 信道分配

【摘要】：随着无线通信技术的发展,无线Mesh网络(Wireless Mesh Network, WMN)开始发挥越来越重要的角色,并衍生出了很多有价值的应用。无线Mesh网络是一种具有高带宽、高容量、低成本和易部署等优点的无线多跳网络,其具有极高的实用价值和研究意义。本文主要从解决无线Mesh网络信道分配问题的角度出发,尝试改善无线Mesh网络的实时性、可靠性和高通量方面的性能。考虑到无线Mesh网络多样的应用场景需要满足不同的需求,例如：安全类的应用需要通过无干扰的信道实现节点的实时可靠通信,多媒体类的应用需要通过信道的协调或者竞争实现节点的高通量通信,然而无干扰信道会导致信道利用率偏低,而采用基于信道的协调或者竞争的方式会导致过度竞争或者额外开销。为解决这一矛盾,本文提出了一个基于本地的混合式的信道分配算法,算法利用Superimposed codes将网络中每个节点的正交信道分为CH1信道集、CH2信道集和CH3信道集三类。节点可以使用CH1信道集满足数据通信的实时可靠性；此外,基于概率竞争的信道分配方式让节点充分利用除了CH1信道集之外的CH2信道集和CH3信道集,从而达到高通量数据通信的目的。本文设计的信道分配算法计算复杂度低,能适应无线Mesh网络网络拓扑变化及分布式特性。理论分析证明本文的信道分配算法能够保证网络中的节点数据通信的实时可靠性和高通量。而且网络节点发送O(n)数量级的数据包,时间复杂度为O(n)的概率高达1-1／en。还通过仿真实验对本文的信道分配算法进行分析和验证,并选取另外三个信道分配算法与其进行对比分析,凸显优势。
【关键词】：无线Mesh网络 实时 可靠 高概率 信道分配
【学位授予单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN929.5
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 主要符号对照表10-12
• 第一章 绪论12-18
• 1.1 研究背景和意义12-13
• 1.2 国内外研究现状与发展现状13-14
• 1.3 论文主要研究内容14-15
• 1.4 论文主要贡献15
• 1.5 论文组织结构15-16
• 1.6 小结16-18
• 第二章 无线Mesh网络及其信道分配概要18-30
• 2.1 无线Mesh网络概要18-23
• 2.1.1 无线Mesh网络的网络架构18-21
• 2.1.2 无线Mesh网络的特点21
• 2.1.3 无线Mesh网络的应用场景21-23
• 2.2 影响无线Mesh网络的关键因素23-24
• 2.3 信道分配24-29
• 2.3.1 基础建模24-26
• 2.3.2 隐藏终端和暴露终端26-27
• 2.3.3 信道分配算法研究现状27-29
• 2.4 小结29-30
• 第三章 基于Superimposed codes的信道分配算法30-42
• 3.1 相关背景知识30-31
• 3.1.1 Superimposed codes30-31
• 3.1.2 s-disjunct code31
• 3.2 网络模型31-33
• 3.3 信道模型33-36
• 3.3.1 信道分类算法33-34
• 3.3.2 信道概率模型34-36
• 3.4 信道分配算法36-39
• 3.4.1 针对Primary User的信道分配算法36-37
• 3.4.2 针对Secondary User的信道分配算法37-39
• 3.5 载波侦听算法39-40
• 3.6 小结40-42
• 第四章 信道分配算法的理论分析42-48
• 4.1 算法的理论分析42-47
• 4.1.1 关于可靠实时性的证明42-43
• 4.1.2 关于高通量的证明43-47
• 4.2 小结47-48
• 第五章 仿真实验验证与分析48-58
• 5.1 实验场景设计48-49
• 5.2 实验结果分析49-56
• 5.2.1 信道数目对网络性能的影响49-51
• 5.2.2 网络密集度对网络性能的影响51-56
• 5.3 小结56-58
• 第六章 总结与展望58-60
• 6.1 本文工作总结58-59
• 6.2 课题研究展望59-60
• 参考文献60-64
• 致谢64-66
• 在读期间发表的学术论文与取得的研究成果66

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本文编号：824018