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多信道无线mesh网络中信道分配问题研究

作　者: 张蛟
导　师: 王万良
学　校: 浙江工业大学
专　业: 检测技术与自动化装置
关键词: 信道分配 干扰度 协调机制 信道时隙 无线mesh网络
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


随着无线技术的发展,无线网络逐渐深入到社会生活的各个方面,以满足不同领域的应用需求。不同于传统的无线网络,无线mesh网络是一种新兴的多跳无线网络结构,能够有效提高无线网络的容量和覆盖范围,受到学术界和工业界的广泛关注。无线mesh网络既可以终端模式满足用户自由组网的需求,又可以骨干网络的形式连接传统无线网络和Internet,因此,如何提高无线mesh网络的容量是当前必须解决的实际问题。多接口多信道技术是大幅度提升网络容量的有效措施,但在多接口多信道网络中,由于网络中接口的数量远远多于可用信道数量,而单个节点的接口数量又少于可利用的信道,如何在多个接口之间分配可用信道是多接口多信道技术面临的难题。本文主要工作和研究成果如下:1.提出一种干扰估计方法为节点分配固定信道。根据混合信道分配通信模型的特点,建立双向网络连接图和节点冲突图,进一步利用概率的思想建立带权重的双向网络连接图,根据权重计算节点的干扰度,根据干扰度为节点的固定接口分配信道;2.提出一种基于时隙的通信协调机制。在不增加控制接口和尽量降低信道同步复杂性的情况下,将动态接口的信道时隙分为广播时隙和数据时隙,在广播时隙中,节点利用广播信道发送广播消息,在数据时隙中,节点发送普通数据包,既降低了信道同步的复杂性,又保证了广播消息的时效性;3.根据接口分配策略和通信协调机制,改进无线节点模型,提出完整的混合信道分配协议,同时扩展网络仿真工具NS2,使其支持多接口多信道通信;4.最后,针对本文的不足之处,提出相应的解决方案,指出下一步研究的方向。通过仿真表明,本文提出的固定接口信道分配策略和混合信道分配协议,能够有效提高无线mesh网络的吞吐量,降低网络端到端时延,同时,扩展的NS2为以后进一步研究多接口多信道通信奠定基础。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第1章 绪论  10-17
  1.1 无线MESH 网络概述  10-14
    1.1.1 无线mesh 网络的架构  11-12
    1.1.2 无线mesh 网络的特点  12-13
    1.1.3 无线mesh 网络的应用  13-14
  1.2 无线MESH 网络的关键技术  14-15
  1.3 本文研究内容和思路  15-16
  1.4 本文内容安排  16-17
第2章 多信道无线mesh 网络  17-26
  2.1 多信道问题描述  17-18
  2.2 网络模型  18-22
    2.2.1 干扰模型  18-19
    2.2.2 网络连接图  19-20
    2.2.3 链路冲突图  20-21
    2.2.4 多射频链路冲突图  21-22
  2.3 多信道分配面临的关键问题  22-23
  2.4 多信道分配算法研究现状  23-25
  2.5 本章小结  25-26
第3章 固定接口的信道分配问题  26-41
  3.1 混合信道分配模型  26-29
  3.2 固定接口的干扰估计措施  29-33
    3.2.1 相关工作  29-30
    3.2.2 网络模型  30-33
  3.3 固定接口的信道分配  33-36
    3.3.1 带权重的双向网络连接图  33-34
    3.3.2 链路干扰度估计  34
    3.3.3 节点干扰度  34-35
    3.3.4 算法描述  35-36
    3.3.5 复杂度分析  36
  3.4 结果与分析  36-40
    3.4.1 NS2 多接口的扩展  36-38
    3.4.2 基于图的理论  38
    3.4.3 NS2 仿真  38-40
  3.5 本章小结  40-41
第4章 混合信道分配协议的实现  41-59
  4.1 通信协调机制  41-44
    4.1.1 问题描述  41-42
    4.1.2 相关工作  42-44
  4.2 信道切换问题  44-53
    4.2.1 信道切换序列  45-46
    4.2.2 广播机制  46-47
    4.2.3 排队理论和队列调度  47-53
  4.3 混合信道分配协议  53-55
    4.3.1 节点的扩展信息  53-54
    4.3.2 接口的信道分配策略  54
    4.3.3 节点间的通信协调机制  54-55
  4.4 仿真结果与分析  55-58
    4.4.1 NS2 动态信道切换的扩展  55-56
    4.4.2 仿真实验与分析  56-58
  4.5 本章小结  58-59
第5章 总结与展望  59-62
  5.1 研究内容总结  59-60
  5.2 研究展望  60-62
参考文献  62-65
致谢  65-66
攻读学位期间参加的科研项目和成果  66

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线通信 > 移动通信
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