认知无线Mesh网络中联合路由优化的链路调度技术研究

摘要

认知无线Mesh网络作为一种新型网络，已成为无线通信界关注的焦点。随着无线用户通信需求的不断增加，对网络吞吐量和通信可靠性的要求也随之提高，而频谱资源匮乏所引发的干扰又导致网络容量受限及通信可靠性降低。本文以多射频多信道的认知无线Mesh网络为研究背景，以最小化网络调度周期为目标，针对认知无线Mesh网络中的链路调度与路由技术进行深入研究。
　　考虑到多射频多信道认知无线Mesh网络中的资源分配涉及链路调度、路由和信道分配等诸多方面，本文从全新的角度出发，研究了联合路由优化的链路调度技术。首先，针对全网的业务需求，提出了基于度约束与负载约束的启发式路由机制，以确定各路由下的路径及活跃链路的时隙需求;进一步，利用遗传算法迭代寻优的能力，建立了一种联合信道分配的启发式链路调度机制，最终求得满足全网路由需求的最优信道分配，以及该信道分配方案下的最优链路调度。仿真结果表明本文所提算法能够有效提高非干扰链路的并发传输性，减少网络调度周期。
　　针对认知无线Mesh网络中的路由与链路调度联合优化问题，建立了固定信道分配模式下链路调度问题的0-1整数规划模型，在综合考虑无干扰传输条件和流量守恒条件的基础上，得出满足全网路由需求的最优路由与链路调度策略。通过对变量删减，提出了基于整数规划的链路调度算法。进一步，从整体角度考虑，针对路由优化、信道分配和链路调度的跨层优化问题，建立了动态信道分配模式下链路调度问题的0-1整数规划模型，提出了联合路由优化与链路调度的整数规划算法。一系列仿真实验验证了所提算法的有效性。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景和意义

1．2 无线Mesh网络概述

1．2．1 无线Mesh网络的起源和发展

1．2．2 无线Mesh网络的结构

1．2．3 无线Mesh网络的特点

1．2．4 无线Mesh网络的应用

1．3 认知无线电技术概述

1．4 认知无线Mesh网络

1．5 课题来源

1．6 本文的主要内容和结构

第2章 认知无线Mesh网络中链路调度与路由技术

2．1 链路调度技术

2．1．1 无线网络中的链路调度技术

2．1．2 无线Mesh网络中的链路调度技术

2．1．3 无线Mesh网络中基于认知无线电的链路调度技术

2．2 路由技术

2．2．1 无线网络路由技术

2．2．2 无线Mesh网络中的路由技术

2．2．3 无线Mesh网络中基于认知无线电的路由技术

2．3 路由与链路调度的联合研究

2．4 本章小结

第3章 基于启发式路由机制的链路调度技术

3．1 问题描述

3．2 网络模型

3．2．1 节点和链路需求

3．2．2 干扰模型

3．3 基于度约束与负载约束的启发式路由机制

3．4 联合信道分配的链路调度机制

3．4．1 问题陈述

3．4．2 嵌套优化

3．5 仿真结果与性能分析

3．6 本章小结

第4章 联合路由优化的链路调度技术

4．1 固定信道分配模式下的路由与链路调度

4．1．1 问题描述

4．1．2 基于0-1整数规划的路由与链路调度

4．1．3 启发式信道分配算法

4．2 基于整数规划的路由与链路调度

4．3 动态信道分配模式下的路由与链路调度

4．3．1 问题描述

4．3．2 联合信道分配的路由与链路调度

4．4 仿真结果与性能分析

4．5 本章小结

第5章 总结与展望

5．1 本文总结

5．2 研究展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间的科研情况