基于公平性的无线Mesh网络信道分配策略研究

摘要

目前,无线Mesh网络已经成为了下一代无线网络中一种非常具有应用前景的新型无线组网技术,它可以为用户提供灵活的自适应无线互联网接入,因此很多新兴的网络运营商都在利用各种无线接入技术构建自己的Mesh网络平台。但是,随着无线Mesh网络技术的不断发展,我们将面对很多方面的挑战,比如信道分配、路由算法、网关部署等亟待解决的问题。
　　本文根据无线Mesh网络的特点,以保证无线Mesh网络中不同业务占用信道资源的公平性,避免高优先级业务过度占用信道资源为目标,采用非强占有限优先权的M/M/n/m模型进行建模,然后在此基础上提出有限优先权的信道分配算法,从而保证网络中不同业务之间的信道资源的占用率。本文的研究工作主要有以下几个方面:
　　(1)根据无线Mesh网络的多跳性特征,简单的M/M/1排队论模型不足以描述Mesh网络的性能。本文提出了面向无线Mesh网络的非强占有限优先权M/M/n/m排队论模型,通过区别不同业务的流量,兼顾考虑了不同优先级业务的公平性,以解决高优先级业务长期霸占网络资源而低优先级业务迟迟得不到服务的问题。通过设置合理的参数,利用Matlab进行仿真实验,验证本文提出模型的正确性。实验结果表明,本文提出的模型可以使两种业务都能实现合理的资源分配,保证了公平性。
　　(2)基于802.11e EDCA协议,提出一种基于公平性的信道分配算法。该算法把信道占用时间比作为判断业务优先级的标准,根据当前网络的状态,动态地调整每个优先级业务的优先级和信道占用情况;通过适当限制高优先级业务对信道资源的占用,确保在网络负载较大时,低优先级业务也拥有一定的信道资源占用率。
　　(3)对提出的基于公平性的的信道分配算法在实验平台上进行验证,并对得到的结果进行分析。理论数据和实验数据表明,本文构建的模型是正确合理的,提出的信道分配算法是有效的,算法在保证了吞吐量不变得情况下,提高了不同业务之间的公平性。
　　论文的研究工作与成果,为无线Mesh网络中如何保障不同优先级业务的公平性、有限优先权的信道分配等方面提供了新的研究思路和方法,研究成果具有科学意义和学术价值。

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目录

第一章 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 国内外研究现状

1.3论文的主要研究内容

1.4论文的整体结构

第二章 多信道无线Mesh网络与排队论模型的概述

2.1多信道无线Mesh网络

2.2排队论模型

2.3本章小结

第三章 基于无线Mesh网络的非强占有限优先权M/M/n/m模型

3.1系统模型

3.2实验与分析

3.3 本章小结

第四章 基于公平性的无线Mesh网络信道分配算法

4.1系统模型

4.2 基于公平性的无线Mesh网络信道分配算法

4.3 实验与分析

4.4本章小结

第五章 结论与展望

5.1本文的工作总结

5.2研究的不足与进一步展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表、完成的学术论文