多接口多信道無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)信道分配技術(shù)研究.pdf

1、無(wú)線Mesh網(wǎng)是重要的下一代無(wú)線接入技術(shù)。多接口多信道技術(shù)能有效提升無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)容量、改善網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量。多接口多信道技術(shù)關(guān)鍵在于信道分配，通過(guò)信道的合理分配降低節(jié)點(diǎn)或者鏈路之間的無(wú)線干擾。因此，信道分配算法成為多接口多信道無(wú)線Mesh網(wǎng)技術(shù)研究的熱門課題。
　　無(wú)線Mesh骨干網(wǎng)具有獨(dú)特的體系結(jié)構(gòu)和流量特征，針對(duì)網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)設(shè)計(jì)信道分配機(jī)制，能取得更好的效果，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)性能的優(yōu)化。在關(guān)注無(wú)線骨干網(wǎng)的同時(shí)，還需關(guān)注WLAN接入網(wǎng)絡(luò)的性

2、能，WLAN之間的信道分配應(yīng)受到重視。隨著各種多媒體應(yīng)用的興起，無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)的組播通信迅速發(fā)展，組播信道的優(yōu)化分配將有效降低組播通信中的無(wú)線干擾，提高組播服務(wù)質(zhì)量。同時(shí)，組播接收端覆蓋的用戶數(shù)量是不相同的，在信道資源受限的條件下，組播信道分配機(jī)制應(yīng)滿足盡可能多的用戶覆蓋。圍繞這些問(wèn)題，本文對(duì)無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)信道分配技術(shù)展開(kāi)深入研究，主要工作與成果如下:
　　(1)針對(duì)無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)離網(wǎng)關(guān)越近負(fù)載越重的流量特征，設(shè)計(jì)遺傳

3、算法進(jìn)行信道分配達(dá)到鏈路干擾最優(yōu)化
　　本文分析無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)流量特點(diǎn)，定義網(wǎng)絡(luò)無(wú)線干擾度量，把信道分配問(wèn)題模型化為線性規(guī)劃優(yōu)化問(wèn)題。利用遺傳算法的全局尋優(yōu)能力，提出基于遺傳算法和重疊信道的信道分配算法。該算法定義的適應(yīng)度函數(shù)考慮了無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)的重要特征，即離網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)近的節(jié)點(diǎn)需承受較重的流量負(fù)載;設(shè)計(jì)了獨(dú)特的個(gè)體雜交算子，個(gè)體之間相互利用各自的局部?jī)?yōu)勢(shì)，形成更好的新個(gè)體。
　　(2)針對(duì)流量自相似性，提出基于鏈路流量預(yù)

4、測(cè)的信道分配與路由機(jī)制
　　本文利用無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)流量的自相似性，應(yīng)用數(shù)學(xué)理論對(duì)鏈路流量負(fù)載進(jìn)行預(yù)測(cè)，依鏈路流量負(fù)載由高到低次序進(jìn)行信道分配，盡可能減少受干擾的流量;基于AODV協(xié)議提出時(shí)延約束與流量負(fù)載均衡路由協(xié)議，在適應(yīng)多接口多信道環(huán)境下，通過(guò)時(shí)延約束有效降低路由開(kāi)銷。在路由選擇時(shí)，選擇鏈路預(yù)測(cè)負(fù)載較輕的路由，避免流量集中于某個(gè)區(qū)域。該信道分配算法和路由協(xié)議在流量自相似性的前提下降低了鏈路之間的無(wú)線干擾，提高了網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡狀

5、況和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量。
　　(3)基于WLAN之間的干擾度量，提出干擾優(yōu)化分布式信道分配算法
　　本文針對(duì)已有算法難于測(cè)定節(jié)點(diǎn)干擾的問(wèn)題，提出了基于MAC層信息的WLAN之間干擾度量方法。為降低WLAN之間的干擾，提出了分布式信道分配機(jī)制，該機(jī)制要求AP節(jié)點(diǎn)廣播吞吐量信息，客戶端節(jié)點(diǎn)繼而計(jì)算鄰近WLAN帶來(lái)的干擾程度，最后形成干擾信息表。在信道選擇過(guò)程中，受干擾最大的WLAN優(yōu)先選擇干擾最小的信道，各WLAN按優(yōu)先次序完成信道分

6、配。當(dāng)WLAN信道干擾超過(guò)閾值時(shí)，可發(fā)起信道重新分配，形成動(dòng)態(tài)的自適應(yīng)的信道分配機(jī)制。
　　(4)針對(duì)組播通信中的干擾優(yōu)化和用戶覆蓋優(yōu)先問(wèn)題，提出組播樹(shù)構(gòu)建與信道分配機(jī)制
　　本文針對(duì)組播路由過(guò)程中的信道干擾，提出干擾優(yōu)化的組播樹(shù)構(gòu)建算法，該算法以最短路徑為基礎(chǔ)，每一步挑選干擾最小的鏈路加入在建的組播樹(shù)中。針對(duì)接收端覆蓋用戶數(shù)量的不同，定義接收端信道分配優(yōu)先級(jí)，提出了覆蓋優(yōu)先的信道分配算法，該算法根據(jù)組播樹(shù)中節(jié)點(diǎn)優(yōu)先級(jí)，選取