基于无线Mesh网络的信道分配策略研究

摘要

多射频多信道(MRMC)无线Mesh网络(WMN)以其多跳、自组织、大覆盖范围等优良特性，逐渐成为了一种低成本的无线接入方式。但是随着其越来越广泛的应用，WMN也暴露出多跳后链路质量迅速下降、无线频谱资源利用效率不高等问题。本文对WMN中信道分配策略进行了研究，以提高其频谱利用率。具体内容如下：
　　首先介绍了WMN的研究背景及研究意义，并对WMN中信道分配算法的国内外研究现状进行了综述性的介绍，简要分析了各算法的应用场景及其优势和缺陷。
　　接着介绍了WMN的结构特点、功能特性、应用场景及其标准化，分析了WMN中三种经典的信道分配方案的分类，选取了静态信道分配方案作为本文的研究内容，并对ns-3仿真平台的结构模型和工作流程进行了简要介绍。
　　随后分析了WMN中信道分配所面临的限制条件和需要解决的问题，并对WMN中链路干扰和连通能力这两个相互约束的方面进行了分析，并从均衡网络连通能力与链路干扰的角度出发，研究了基于拓扑优化的信道分配算法（TOBCA），在保证网络基本连通能力的同时，通过减少网络中干扰链路的数目来降低网络中的干扰，以提高网络的性能。用 ns-3网络仿真工具进行仿真得到的结果表明，TOBCA算法的网络性能要优于同样基于拓扑控制的SLCA算法的网络性能。
　　然后针对WMN中可能同时存在网内和网间两种通信业务模式，并且集中式的信道分配算法的网络开销会随着网络节点规模的扩大而增大的问题，研究了分布式的基于节点分簇的信道分配算法（D-CBCA）。通过节点分簇，由各簇首节点负责本簇内节点的信道分配工作，从而降低信道分配过程中的节点协调复杂度及网络开销。在ns-3仿真平台的仿真结果表明，D-CBCA算法的网络性能要比C-HYA算法的性能好。
　　最后对本文内容进行了总结，并对进一步的研究方向进行了展望。

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主要符号表

第一章绪论

1.1 WMN研究背景及意义

1.2国内外研究现状

1.3论文研究内容及安排

第二章无线Mesh网络关键技术研究

2.1 WMN概述

2.2 WMN中的信道分配方案

2.3 ns-3仿真平台介绍

2.4本章小结

第三章基于拓扑优化的信道分配算法

3.1信道分配问题描述

3.2网络连通性与干扰关系分析

3.3 WMN系统模型

3.4基于拓扑优化的信道分配算法

3.5仿真分析

3.6本章小结

第四章 基于节点分簇的信道分配算法

4.1系统模型分析

4.2算法流程

4.3仿真分析

4.4本章小结

第五章总结与展望

5.1总结

5.2展望

致谢

参考文献

在学期间取得的与学位论文相关的研究成果