无线mesh网络中资源调度方案研究

摘要

随着科学技术的进步，无线网络技术的应用越来越广泛，人们对无线通信的要求也越来越高。使用者期望无线网络能给自己提供价格更低廉，传输速率更快，业务更多、性能更可靠的服务。然而，随着复杂多媒体业务的不断涌现，无线网络的业务量在急剧增加，而无线网络中的资源是有一定限度的，因此，采用哪种方式对有限的无线网络资源进行分配调度，以满足不同用户或业务对无线网络资源的需求一直是许多学者研究的课题。然而无线网络资源的稀缺性，无线网络信道状态的不稳定性，无线网络中不同类型业务的不同服务质量(Quality of Service，简称QoS)需求，以及无线资源分配过程中体现的不公平性，都给无线网络资源调度带来了很多挑战。
　　本文主要对无线mesh骨干网络中的资源分配和调度方案进行了深入的研究。在全面分析现有的各种无线mesh网络资源调度方案的基础上，分别从单独的链路调度角度和从路由与链路调度联合优化的角度对无线mesh网络资源调度问题进行建模，并提出了相应的解决方案。本文的创新在于研究了对提高无线mesh网络的频谱资源利用率和保证用户业务的QoS需求并保证系统吞吐量的资源调度方案。本文的主要工作如下:
　　(1)提出了一种利用空间复用的高效链路调度方案来改善链路调度效率和资源利用率。该方案首先提出一种新颖的机制来优化链路的传输容量，然后设计了一个有效的流量调度计划来充分利用链路传输带宽以满足不同的用户需求。最后，利用空间复用机制设计链路调度方案，进一步提高链路调度效率和资源利用率。实验结果证明，提出的链路调度方案能够有效的满足网络中各业务的QoS需求，同时能够获得很好的系统吞吐量。
　　(2)研究了无线mesh网络中的路由与链路调度的联合优化问题。在干扰模型下，以最大化频谱效率为目标的路由与链路调度联合优化问题是NP-hard问题。本文采用启发式思想，选择将链路负载比和业务的时延需求作为路由判据，提出了一种基于链路负载和时延的路由选择策略，针对网络吞吐量最大化问题，设计了一种高效的链路调度策略。最后通过设计链路调度模块和路由模块的信息交互机制，实现了路由与链路调度的联合优化。最后通过仿真实验，验证了所提算法能够很好的提高系统的频谱利用率，保证业务的时延需求，并保证了系统吞吐量。

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摘要

插图索引

附表索引

第1章 绪论

1．1 无线mesh网络概述

1．1．1 无线mesh网络结构

1．1．2 无线mesh网络特点

1．1．3 无线mesh网络的应用

1．2 课题研究背景及意义

1．3 无线mesh网络历史及研究现状

1．3．1 无线mesh网络兴起与发展

1．3．2 无线mesh网络研究现状

1．4 本文的主要研究内容

1．5 本文组织结构

第2章 相关工作研究

2．1 无线mesh网络面临的挑战

2．2 无线mesh网络关键技术

2．3 无线mesh网络性能评价标准

2．4 无线mesh网络资源调度方案

2．4．1 单层优化方案

2．4．2 跨层联合优化方案

2．5 无线mesh网络资源调度机制

2．5．1 集中式资源调度机制

2．5．2 分布式资源调度机制

2．5．3 集中式与分布式的区别

2．6 本章小结

第3章 利用空间复用的有效链路调度方案

3．1 计算链路传输容量

3．2 链路调度

3．3 利用空间复用

3．4 算法设计

3．5 算法分析

3．6 实验仿真与结果分析

3．6．1 仿真环境及参数设定

3．6．2 实验结果与分析

3．7 本章小结

第4章 无线mesh网络路由链路联合优化方案

4．1 系统模型

4．1．1 网络模型

4．1．2 干扰模型

4．1．3 优化模型

4．2 算法设计

4．2．1 路由算法

4．2．2 链路调度算法

4．2．3 路由链路联合优化

4．3 仿真实验与结果分析

4．3．1 仿真环境及参数设定

4．3．2 实验结果与分析

4．4 本章小结

结论

参考文献

致谢