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无线Mesh网络是一种具有自组织能力、高覆盖率、低传输功率的多跳分布式网络,是下一代移动网络中极具潜力的通信技术。由于链路间的干扰,无线Mesh网络的容量随节点数增多和平均跳数增大而急剧减少。多接口多信道技术能够为网络中的节点或链路分配不同信道,有效降低网络干扰,提升网络容量。 本文研究多接口多信道无线Mesh网络的信道分配问题,寻求可行的信道分配方案为网络提供更高的吞吐量。概述了无线Mesh网络中信道分配的重要性、难点与约束条件,对现有的信道分配方案进行分类和分析,并指出了带宽可变信道的优势;给出了CSMA/CA协议下链路间干扰类型的分类方法并研究了不同类型干扰对链路吞吐量的影响;简要介绍了两种典型的无线Mesh网络信道分配方案,指出它们的不足。 由于带宽可变信道在频谱利用率和吞吐量上的优势,本文研究了多接口无线Mesh网络架构下基于带宽可变信道的信道分配问题,给出了针对单个射频接口的整数线性规划方程。鉴于该方程求解的复杂性,对正交信道分配方案CCAS进行改进,设计了启发式带宽可变信道分配方案CWAC(Channel-Width Adapting Scheme based onCluster)。首先,借助以感知距离为直径的虚拟圆将节点虚拟分簇,对协同干扰与非协同干扰进行划分;其次,使用3个子频谱区间对相邻虚拟簇染色,从而减少链路间的非协同干扰;最后,根据射频接口的负载需求,为簇内节点分配不相交信道实现链路间协同干扰的减少。 本文在NS-2仿真平台上对CWAC信道分配方案的性能进行了仿真分析。仿真实验首先确定了最佳的频谱划分细度,使得 CWAC方案的性能达到最优。其次,对比了CWAC方案、CCAS方案和Hyacinth方案在不同网络规模和不同干扰环境下的吞吐量、端到端延迟、丢包量。仿真结果表明 CWAC方案通过为相邻虚拟簇分配子频谱区间,一定程度上减少了网络中的非协同干扰;通过为簇内节点分配不相交信道,有效地减少了网络中的协同干扰。CWAC方案的整体性能优于CCAS方案和Hyacinth方案。