無線Mesh網(wǎng)絡(luò)(Wireless Mesh Networks,WMN)作為下一代無線通信網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)方向之一,受到了業(yè)界的廣泛關(guān)注。多播通信是WMN的關(guān)鍵技術(shù)之一,它可以節(jié)省網(wǎng)絡(luò)帶寬,為許多實(shí)時(shí)應(yīng)用提供服務(wù),最大化WMN服務(wù)的用戶數(shù)。在多播技術(shù)的研究過程中,多播信道分配與路由度量是兩個(gè)重要的研究內(nèi)容。通過合理的信道分配,可以有效地提升網(wǎng)絡(luò)容量,降低同信道干擾,減小網(wǎng)絡(luò)時(shí)延和丟包率;通過路由度量策略合理地選擇轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn),構(gòu)建多播樹,能進(jìn)一步降低鏈路之間的干擾,并最大化接入WMN的客戶端數(shù)量,提升網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量。因此,通過設(shè)計(jì)合理的信道分配策略,構(gòu)建有效的多播樹,可以提升WMN網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)容量,降低網(wǎng)絡(luò)干擾,此研究對(duì)下一代無線通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展也具有一定的指導(dǎo)意義。WMN大多采用IEEE 802.11b/g標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議,但由于IEEE 802.11b/g最多只提供3條正交信道(Orthogonal Channels,OCs),信道數(shù)量難以滿足網(wǎng)絡(luò)需求,導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)同信道干擾增大,網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量嚴(yán)重下降。因此,本文利用部分重疊信道(Partially Overlapped Channels,POCs)來設(shè)計(jì)信道分配策略,充分利用頻譜資源,進(jìn)一步提升網(wǎng)絡(luò)性能,降低網(wǎng)絡(luò)干擾。本文針對(duì)目前信道分配算法考慮的因素較為單一的問題,提出局部多播的概念,綜合考慮局部多播與轉(zhuǎn)發(fā)權(quán)重這兩個(gè)關(guān)鍵因素,提出了基于局部多播與轉(zhuǎn)發(fā)權(quán)重(Local Multicast and Forwarding Weight,LMFW)的POCs信道分配算法。LMFW算法通過計(jì)算節(jié)點(diǎn)所在的局部多播受到的干擾與節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)發(fā)權(quán)重,設(shè)計(jì)權(quán)重干擾函數(shù),根據(jù)節(jié)點(diǎn)受到的干擾大小對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行降序排列,利用啟發(fā)式的算法優(yōu)先為干擾較大的節(jié)點(diǎn)分配POCs。仿真結(jié)果表明,LMFW算法可以提升網(wǎng)絡(luò)平均吞吐量,降低端到端時(shí)延和平均丟包率。傳統(tǒng)的路由度量往往適用于單播通信,忽略了鏈路負(fù)載和鏈路質(zhì)量這兩個(gè)重要因素對(duì)網(wǎng)絡(luò)的影響。本文綜合考慮鏈路負(fù)載與鏈路質(zhì)量這兩個(gè)因素,提出了基于鏈路負(fù)載與鏈路質(zhì)量(Link Load and Link Quality,LLLQ)的多播路由算法。LLLQ算法把鏈路負(fù)載與鏈路質(zhì)量的乘積作為構(gòu)建多播樹的標(biāo)準(zhǔn),選擇鏈路負(fù)載較大、鏈路質(zhì)量較高的鏈路來構(gòu)建多播樹,目的是使多播樹服務(wù)的客戶端數(shù)量達(dá)到最大化,提升網(wǎng)絡(luò)的整體服務(wù)質(zhì)量,降低數(shù)據(jù)包的重傳次數(shù),提升網(wǎng)絡(luò)的平均吞吐量。本文將NS-3軟件拓展為支持多信道多接口的仿真平臺(tái),以完成對(duì)LMFW和LLLQ算法的性能驗(yàn)證。仿真結(jié)果表明,本文所提的POCs信道分配與路由算法,可以提升WMN網(wǎng)絡(luò)的容量,降低網(wǎng)絡(luò)干擾與平均丟包率,改善網(wǎng)絡(luò)性能。本文的研究為提升WMN的網(wǎng)絡(luò)性能提供了理論基礎(chǔ)。
【學(xué)位單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TN929.5
【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 論文的研究背景及意義
    1.2 論文主要研究內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)
        1.2.1 論文主要研究內(nèi)容
        1.2.2 論文創(chuàng)新點(diǎn)
    1.3 論文的結(jié)構(gòu)安排
第2章 無線Mesh網(wǎng)絡(luò)信道分配及路由度量研究現(xiàn)狀
    2.1 無線Mesh網(wǎng)絡(luò)概述
    2.2 無線Mesh網(wǎng)絡(luò)多播部分重疊信道分配研究現(xiàn)狀
    2.3 無線Mesh網(wǎng)絡(luò)路由度量研究現(xiàn)狀
    2.4 本章小結(jié)
第3章 基于局部多播與轉(zhuǎn)發(fā)權(quán)重的部分重疊信道分配
    3.1 系統(tǒng)模型
        3.1.1 網(wǎng)絡(luò)模型
        3.1.2 干擾模型
    3.2 多播樹構(gòu)建
    3.3 LMFW信道分配算法設(shè)計(jì)
        3.3.1 局部多播
        3.3.2 轉(zhuǎn)發(fā)權(quán)重
        3.3.3 部分重疊信道分配
    3.4 仿真實(shí)驗(yàn)及性能分析
        3.4.1 仿真工具及參數(shù)
        3.4.2 性能評(píng)價(jià)與分析
    3.5 本章小結(jié)
第4章 基于鏈路負(fù)載與鏈路質(zhì)量的多播路由度量算法
    4.1 系統(tǒng)模型
    4.2 鏈路負(fù)載
    4.3 鏈路質(zhì)量
    4.4 LLLQ多播路由算法
    4.5 仿真實(shí)驗(yàn)及性能分析
        4.5.1 仿真參數(shù)
        4.5.2 性能評(píng)價(jià)與分析
    4.6 本章小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
    5.1 論文總結(jié)
    5.2 未來工作展望
參考文獻(xiàn)
作者簡介及科研成果
致謝

【參考文獻(xiàn)】

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1 WANG Jihong;SHI Wenxiao;JIN Feng;;On Channel Assignment for Multicast in Multi-Radio Multi-Channel Wireless Mesh Networks:A Survey[J];中國通信;2015年01期

2 肖春靜;劉明;龔海剛;陳貴海;周帆;吳躍;;無線Mesh網(wǎng)絡(luò)低干擾組播[J];軟件學(xué)報(bào);2013年06期

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1 王繼紅;多接口多信道無線Mesh網(wǎng)絡(luò)路由與部分重疊信道分配研究[D];吉林大學(xué);2016年

2 包學(xué)才;可靠性約束下無線Mesh網(wǎng)絡(luò)資源優(yōu)化分配問題研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2013年

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1 李蒸;無線Mesh網(wǎng)絡(luò)多播下負(fù)載干擾感知的信道分配和路由度量研究[D];吉林大學(xué);2016年

2 尚碩;無線Mesh網(wǎng)絡(luò)多路徑路由協(xié)議研究[D];吉林大學(xué);2015年

本文編號(hào)：2875042