本文關(guān)鍵詞：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

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【摘要】：無線Mesh網(wǎng)絡(luò)(Wireless Mesh Networks,WMN)作為具有自組織性、自愈性等特點的下一代無線網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)被廣泛關(guān)注。相對于傳統(tǒng)的單接口單信道的無線Mesh網(wǎng)絡(luò),多接口多信道(Multi-Radio Multi-Channel,MRMC)的WMN可以使用多個接口和多條信道進行發(fā)送和接收數(shù)據(jù)以達到更高的吞吐量,因此設(shè)計合理的信道分配算法對于MRMC-WMN至關(guān)重要。現(xiàn)有MRMC-WMN主要使用正交信道進行信道分配,而使用有限的正交信道資源會造成同信道干擾。隨著無線電技術(shù)的發(fā)展,部分重疊信道之間干擾問題已經(jīng)得到有效控制,所以使用部分重疊信道可以充分利用信道資源提高系統(tǒng)容量。同時WMN可以通過單播、多播、廣播的方式進行數(shù)據(jù)傳輸。隨著用戶數(shù)量、用戶需求不斷增加,多播傳輸作為一種滿足多用戶需求、提高報文利用率及網(wǎng)絡(luò)效率、增加網(wǎng)絡(luò)容量的關(guān)鍵技術(shù)受到認(rèn)可。目前大多數(shù)多播信道分配算法和路由度量算法研究的是單一多播會話場景,沒有充分考慮多個多播會話可以提高系統(tǒng)容量的特點。綜上所述,在多個多播會話并存的MRMC-WMN環(huán)境下,使用部分重疊信道進行信道分配和路由度量具有重要意義。本文在多個多播會話共存的環(huán)境下,提出一種為新到達多播會話進行負(fù)載與干擾感知多播信道分配(Load and Interference-aware Multicast Channel Assignment,LIMCA)的算法。該算法采用啟發(fā)式算法優(yōu)先為負(fù)載干擾權(quán)重大的節(jié)點分配信道,達到讓更多的多播客戶端能夠成功接收多播數(shù)據(jù)包,保證數(shù)據(jù)成功傳輸?shù)哪康�。�?jié)點的負(fù)載干擾權(quán)重越大,表示其它已存在的多播會話對新到達的多播會話的節(jié)點產(chǎn)生的流間干擾、新到達的多播會話自身對節(jié)點產(chǎn)生的流內(nèi)干擾、節(jié)點自身負(fù)載之和越大。仿真結(jié)果表明該算法能有效提高網(wǎng)絡(luò)性能。隨著多媒體業(yè)務(wù)的蓬勃發(fā)展,媒體業(yè)務(wù)流量致使WMN節(jié)點流量負(fù)載激增。如果路由沒有考慮流量負(fù)載模式和周圍節(jié)點對它產(chǎn)生的干擾,就會導(dǎo)致許多網(wǎng)關(guān)周圍的無線信道產(chǎn)生擁塞和干擾,有些網(wǎng)關(guān)嚴(yán)重過載而其他網(wǎng)關(guān)沒有充分利用等問題,并帶來更長的時延、更高的路由開銷等影響。因此考慮節(jié)點負(fù)載與干擾的負(fù)載均衡的路由度量成為WMN中一個具有挑戰(zhàn)的問題。本文在多個多播會話場景下,提出考慮流內(nèi)干擾,流間干擾的負(fù)載均衡和干擾感知的路由度量算法(Load-Balancing and Interference-Aware,LBIA),同時多播會話節(jié)點根據(jù)LBIA度量構(gòu)建多播樹進行信息傳輸。該度量利用負(fù)載均衡系數(shù)均衡多播會話中各條鏈路的負(fù)載大小,即選擇負(fù)載小的鏈路進行信息傳輸,達到負(fù)載均衡的目的。LBIA首先計算新到達多播會話的所有節(jié)點負(fù)載干擾權(quán)重;然后利用負(fù)載干擾權(quán)重計算節(jié)點的負(fù)載均衡系數(shù),在此,負(fù)載均衡系數(shù)可以幫助子節(jié)點找到合適的父節(jié)點,使整個網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡;最后構(gòu)建多播樹進行信道分配。本文在NS-3平臺進行仿真,為本文提出的信道分配和路由度量算法搭建多個多播會話并存的仿真場景,驗證了所提算法能夠提高網(wǎng)絡(luò)平均吞吐量,降低平均端到端時延和平均丟包率。
【關(guān)鍵詞】：無線Mesh網(wǎng)絡(luò) 部分重疊信道 信道分配 路由度量 負(fù)載均衡
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN929.5
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-17
• 1.1 論文研究背景及意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.1 信道分配研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 路由度量研究現(xiàn)狀13
• 1.3 論文主要內(nèi)容與結(jié)構(gòu)安排13-17
• 1.3.1 論文主要內(nèi)容13-14
• 1.3.2 論文的創(chuàng)新工作14
• 1.3.3 論文的章節(jié)結(jié)構(gòu)14-17
• 第2章 無線Mesh網(wǎng)絡(luò)信道分配和路由度量基礎(chǔ)17-27
• 2.1 無線Mesh網(wǎng)絡(luò)概述17-19
• 2.1.1 無線Mesh網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)17-18
• 2.1.2 無線Mesh網(wǎng)絡(luò)特點18-19
• 2.2 無線Mesh網(wǎng)絡(luò)信道分配19-22
• 2.2.1 部分重疊信道概述19-20
• 2.2.2 多播下部分重疊信道分配概述20-22
• 2.3 無線Mesh網(wǎng)絡(luò)負(fù)載干擾感知路由度量概述22-25
• 2.4 本章小結(jié)25-27
• 第3章 多棵多播樹下干擾和負(fù)載感知的部分重疊信道分配27-39
• 3.1 系統(tǒng)模型27-29
• 3.1.1 網(wǎng)絡(luò)模型27-28
• 3.1.2 干擾模型28-29
• 3.2 信道分配算法設(shè)計29-32
• 3.2.1 算法思路29
• 3.2.2 負(fù)載權(quán)重29-30
• 3.2.3 負(fù)載干擾權(quán)重30-31
• 3.2.4 部分重疊信道的信道分配31-32
• 3.3 仿真結(jié)果與分析32-38
• 3.3.1 仿真工具NS-332-33
• 3.3.2 仿真場景和參數(shù)設(shè)置33-34
• 3.3.3 仿真結(jié)果分析34-38
• 3.4 本章小結(jié)38-39
• 第4章 多棵多播樹下的路由度量39-49
• 4.1 網(wǎng)絡(luò)模型39
• 4.2 路由度量設(shè)計39-44
• 4.2.1 構(gòu)建多播樹39-42
• 4.2.2 信道分配42-44
• 4.3 仿真結(jié)果與分析44-48
• 4.3.1 仿真場景和參數(shù)設(shè)置44
• 4.3.2 仿真結(jié)果分析44-48
• 4.4 本章小結(jié)48-49
• 第5章 總結(jié)與展望49-51
• 5.1 論文總結(jié)49
• 5.2 未來工作展望49-51
• 參考文獻51-57
• 作者簡介及科研成果57-59
• 致謝59

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本文編號：912504