【摘要】：隨著通信技術(shù)的發(fā)展,無線寬帶接入技術(shù)受到越來越多的關(guān)注。基于IEEE 802.11的無線Mesh網(wǎng)絡(luò)具有可拓展性強、方便且廉價的特點,近年來被越來越多的用來提供因特網(wǎng)接入服務(wù),具有較為廣闊的發(fā)展前景。但是,受到帶寬的限制和無線網(wǎng)絡(luò)中隨機性丟包率的影響,目前Mesh網(wǎng)絡(luò)提供的寬帶接入速度有限,無法完全滿足人們對于高清視頻流、文件共享等帶寬占有率較高應(yīng)用的需求。為了解決這些問題,本文主要通過設(shè)計機會(opportunistic)通信協(xié)議來利用無線網(wǎng)絡(luò)中的分集性(diversity),從而達到提高Mesh網(wǎng)絡(luò)的吞吐量和穩(wěn)定性的目的。無線網(wǎng)絡(luò)最主要的特征在于其不確定性:用戶位置、行為和環(huán)境的隨機性與復(fù)雜的信號衰減過程相互作用,造成了無線網(wǎng)絡(luò)中隨機而又獨立的鏈路狀態(tài)。這些獨立的隨機信號衰減過程通常被定義為分集性(diversity),一般可以通過多個天線或多個用戶來使用它。對于應(yīng)用多用戶分集性(Multi-userdiversity)的協(xié)議而言,難點主要在于如何減少其同步和控制開銷以避免重傳。本文主要通過綜合運用流內(nèi)網(wǎng)絡(luò)編碼(intra-flownetwork coding)和802.11協(xié)議中二進制后退(backoff)機制本身的隨機性來設(shè)計新的機會通信協(xié)議,以減少同步和控制開銷,主要內(nèi)容包括:提出了一種基于補丁的機會糾錯算法。與以往的重傳算法不同,該算法允許Mesh網(wǎng)絡(luò)的路由節(jié)點將收到的錯誤包廣播一跳,再由其他中轉(zhuǎn)節(jié)點針對該錯誤包的生成相應(yīng)的補丁,并機會地將這些補丁路由到該錯誤包的下一跳節(jié)點,模擬實驗表明該算法降低了重傳次數(shù)。設(shè)計了一種基于在線網(wǎng)絡(luò)編碼的機會重傳協(xié)議。設(shè)計了一種多對一的在線網(wǎng)絡(luò)編碼算法,使得該重傳協(xié)議能簡潔有效地選取更靠近目標的中轉(zhuǎn)節(jié)點代替源節(jié)點發(fā)送傳送失敗的包。提出了一種協(xié)調(diào)機會路由算法中的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的新協(xié)議。通過綜合運用802.11協(xié)議中的backoff機制的隨機性和流內(nèi)(intra-flow)網(wǎng)絡(luò)編碼,該協(xié)議降低了對精確丟包率測量的依賴,能較為顯著的減少機會路由協(xié)議的轉(zhuǎn)發(fā)次數(shù),提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量。對IEEE 802.11協(xié)議在多跳無線網(wǎng)絡(luò)中的短期不公平性行為進行了建模,分析了這種短期不公平性對路由穩(wěn)定性的影響。設(shè)計了一種允許有限競爭的多信道分組調(diào)度算法。與以往的基于單個鏈接的調(diào)度算法不同,新的算法一次選取一個組的流進行調(diào)度,組內(nèi)的各個鏈接在彼此的感知范圍以內(nèi),并動態(tài)的使用802.11的DCF機制來協(xié)調(diào)各自的發(fā)送順序,從而減少了出現(xiàn)無數(shù)據(jù)可傳的的連接的幾率。模擬實驗表明,該算法能有效提高多信道Mesh網(wǎng)絡(luò)的吞吐量。
【學位授予單位】：中國科學技術(shù)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TN929.5
【圖文】：

邐第一章緒論這些協(xié)議主要通過利用無線網(wǎng)絡(luò)中的分集性來達到提氋網(wǎng)絡(luò)性能展示了邋Ｍｅｓｈ網(wǎng)絡(luò)中的一個典型分集性場景。如圖１．２所示，網(wǎng)要向目標節(jié)點Ｄ發(fā)送兩個數(shù)據(jù)包（ａ和ｂ），由于無線網(wǎng)絡(luò)中的信等因素，這兩個包都發(fā)送失敗了。分集性的關(guān)鍵想法是利用無線（ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ）來達到減少錯誤、提高重傳效率的目的。例如在圖１．２Ｄ和其他兩個監(jiān)聽節(jié)點Ｒｌ，邋Ｒ２都沒有正確地接收到數(shù)據(jù)包ａ接收到的數(shù)據(jù)包中的錯誤部分呈現(xiàn)出一定的互辦l�。晤U強梢勻萌返模幔慘圓茍。ǎ穡幔簦悖瑁┑姆絞椒⑺透詰悖�，同时利用＿b步詰悖摹Ｓ捎誚詰悖遙焙停遙怖肽勘杲詰悖母�，相比幼暣的传蕼O俾矢擼砦舐矢�，这样晤U強梢越洗蠓鵲靨岣咧贗緄耐掏鋁�。辶x希

本文編號：2729706