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动态可变信道宽度方法在无线网状网中的应用

作　者: 翁杨蕾
导　师: 舒炎泰
学　校: 天津大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 无线网状网 QoS路由 信道分配 可变信道宽度
分类号: TN915.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


无线网状网(Wireless Mesh Networks,WMN)作为一项最后一公里的无线宽带接入技术,以其健壮性,廉价、方便部署等优点受到青睐,在民用,军事等领域得到广泛应用。在多接口多信道无线网状网中,如何充分利用频段资源,更好地为业务提供QoS,是亟需解决的问题。可变信道宽度方法能够动态调整信道的宽度,为频段利用提供了新思路。本文针对单网关的多接口多信道无线网状网,结合资源预留与分配的QoS思想,提出了可变信道宽度动态源路由协议VCW-DSR (Variable Channel Width Dynamic Source Routing Protocol)。VCW-DSR路由分配算法首先以连通性和跳数为标准找到若干条连通路径,然后根据业务流的带宽需求,尝试为连通路径上的链路分配满足带宽需求且不和已有链路干扰的信道宽度和信道位置,找到满足QoS需求的路径,最后按照一定标准选择出最佳路径。VCW-DSR路由分配算法为集中式路由分配算法,由网关负责计算路由、管理骨干网状态信息,不但减少了网络开销,还易于实现负载均衡。VCW-DSR路由撤销算法在业务流结束时计算应撤销的资源。VCW-DSR路由协议将频谱资源的申请、建立和撤销过程结合在路由请求、路由应答和路由撤销过程中。该协议还考虑了无线网络中容易出现的路由控制包丢失,包乱序到达、节点或网卡失效等细节问题。本文结合一个简单的无线网状网拓扑结构,分析说明了VCW-DSR路由分配算法满足QoS带宽需求的能力优于采用固定信道宽度的路由分配算法。本文在实验床上实现了信道宽度的配置方法,研究了信道宽度的变化对吞吐率、延迟和延迟变化的影响。在多条链路共享频谱资源时,采用可变信道宽度方法能有效提高网络吞吐率,降低延迟。实验结果对VCW-DSR路由分配算法提供了支持。

全文目录


中文摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章 绪论  7-11
  1.1 无线网状网简介  7-8
  1.2 选题动机  8-10
  1.3 论文工作  10
  1.4 论文结构  10-11
第二章 研究现状  11-18
  2.1 无线网络信道宽度技术现状  11-12
  2.2 无线网状网的信道需求  12
  2.3 固定信道宽度方法简介与评价  12-13
  2.4 可变信道宽度方法  13-18
    2.4.1 特性与优势  13-14
    2.4.2 研究现状  14-18
第三章 无线网状网可变信道宽度方法  18-46
  3.1 设计目标  18
  3.2 设计要素  18-24
    3.2.1 网络模型  18-19
    3.2.2 IEEE 802.11 信道  19-20
    3.2.3 服务质量保证  20-22
    3.2.4 路由机制  22-23
    3.2.5 干扰模型  23
    3.2.6 冲突建模  23-24
  3.3 VCW-DSR 路由分配算法  24-39
    3.3.1 基本思想  24-25
    3.3.2 初始条件  25
    3.3.3 求解目标  25
    3.3.4 约束条件  25-28
    3.3.5 算法流程  28-36
    3.3.6 和固定信道宽度路由方法比较  36-39
  3.4 VCW-DSR 路由撤销算法  39-41
  3.5 VCW-DSR 路由协议  41-46
    3.5.1 全局控制  41-45
      3.5.1.1 路由请求  41-42
      3.5.1.2 路由应答  42-43
      3.5.1.3 路由撤销  43-44
      3.5.1.4 路由错误  44-45
    3.5.2 节点控制  45-46
第四章 可变信道宽度方法的实现  46-67
  4.1 配置信道宽度  46-50
    4.1.1 硬件支持  46-47
    4.1.2 软件支持  47-49
      4.1.2.1 驱动软件  47-48
      4.1.2.2 内核升级  48
      4.1.2.3 Wireless Extensions 工具安装  48-49
      4.1.2.4 驱动安装  49
    4.1.3 信道宽度切换  49-50
  4.2 信道宽度的影响  50-53
    4.2.1 吞吐率  51-52
    4.2.2 延迟和延迟变化  52-53
  4.3 并发传输中应用可变信道宽度方法  53-67
    4.3.1 单条流吞吐率  59-60
    4.3.2 总吞吐率  60-61
    4.3.3 延迟  61-63
    4.3.4 丢包率  63
    4.3.5 实验小结  63-65
    4.3.6 经验教训  65-67
第五章 总结与展望  67-72
  5.1 论文总结  67-70
  5.2 存在的问题  70-71
  5.3 研究展望  71-72
参考文献  72-75
发表论文和科研情况说明  75-76
致谢  76

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 通信 > 通信网 > 接入网
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