多射頻多信道無線Mesh網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)淇刂坪托诺婪峙渎?lián)合算法研究.pdf

1、無線Mesh網(wǎng)絡(luò)通過多跳自組織能有效地為用戶提供靈活多樣的無線寬帶接入服務(wù)，同時它的覆蓋范圍廣、建設(shè)成本低和網(wǎng)絡(luò)健壯性強等優(yōu)點，使其越來越受到業(yè)界的關(guān)注。
　　在傳統(tǒng)的單射頻無線Mesh網(wǎng)絡(luò)中，Mesh節(jié)點只能工作在一個信道，使得網(wǎng)絡(luò)會因為沖突出現(xiàn)容量低、遲延大等問題?；谶@種情況，學(xué)者提出為每個Mesh節(jié)點配置多個射頻，使其能同時使用多個互不干擾信道進(jìn)行通信。
　　多射頻多信道的無線Mesh網(wǎng)絡(luò)在提高網(wǎng)絡(luò)容量、降低網(wǎng)絡(luò)延遲

2、的同時，也帶來了網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋸?fù)雜化問題和信道分配的問題。因此如何解決上述問題，充分利用多射頻多信道的優(yōu)勢，成為無線Mesh網(wǎng)絡(luò)中亟需解決的問題之一。
　　針對上述情況，本文進(jìn)行了以下三個方面的研究工作。
　　首先，從理論上對多射頻多信道的無線Mesh網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了分析和研究。詳細(xì)探討了射頻數(shù)目、信道數(shù)目對網(wǎng)絡(luò)容量的影響，得出容量上限與2O(min(k，m/t))有關(guān)，其中k是信道數(shù)目、m指射頻數(shù)目、t代表單位鄰居節(jié)點度數(shù)。并在此基礎(chǔ)

3、上，分析了功率控制對于網(wǎng)絡(luò)容量的影響，推導(dǎo)出在信道數(shù)目較少情況下，要獲得容量最大化，需要在保證網(wǎng)絡(luò)連通性情況下將功率調(diào)整為最小值的結(jié)論。
　　其次，通過對多射頻多信道無線Mesh網(wǎng)絡(luò)的理論分析，以提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量為目的，研究得到了一種集中式的基于功率控制的拓?fù)淇刂坪托诺婪峙渎?lián)合算法（BPTCA算法）。該算法在保證網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溥B通性的基礎(chǔ)上，通過調(diào)整節(jié)點傳輸功率來最小化鏈路之間的干擾，達(dá)到優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞哪繕?biāo)。并在優(yōu)化后的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浠A(chǔ)上，根

4、據(jù)鏈路的負(fù)載等級和干擾指數(shù)，以最大化提升信道復(fù)用率為目標(biāo)，完成信道的分配。算法的特點在于在信道分配時不要求知道鏈路傳輸負(fù)載，而且通過計算各信道的干擾指數(shù)，將最小干擾信道分配給鏈路。
　　最后，將本文的BPTCA算法與原始的多射頻多信道CCA算法進(jìn)行了仿真對比，仿真表明本文算法能有效提高網(wǎng)絡(luò)容量并且降低網(wǎng)絡(luò)延遲；然后將BPTCA算法與相似的集中式信道分配算法C-HYA和BFS-CA進(jìn)行了仿真比較，得出在相同仿真條件下，BPTCA算法