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无线网状网(Wireless Mesh Networks, WMN)作为一种新型网络结构,在异构无线网络的回程骨干网及无线Internet最后一公里接入等应用中有着明显的优势,其多跳、高带宽高容量、灵活性好、健壮性强的特点使其可以作为现有无线通信技术的一种补充。无线多接口和多信道技术能够进一步提升无线Mesh网络的容量,而相关的路由算法、路由判据,以及多信道分配技术等方面的研究还有待进一步深化。本文针对影响多信道无线Mesh网络性能和资源利用率的信道分配算法和路由判据两方面展开研究,主要工作如下:
信道分配技术通过合理配置数量有限的无线信道,最大限度地减小无线链路间的干扰,可以极大地提高网络的整体性能。论文首先阐述了无线Mesh网络中信道分配现有技术及其存在问题,然后在分析与路由联合的信道分配方法的特点和研究现状的基础上,提出一种与按需路由协议结合的联合信道分配算法,通过选择干扰最小信道来优化信道分配;同时,为寻找最小干扰路径以达到网络的负载均衡,提出了一种多判据最宽路径路由方法,路径“宽度”由信道干扰、接口切换延时以及路径长度三个因素决定。
在无线Mesh网络的路由算法中,其路由判据即路由策略是获取高性能路由算法的基础。目前很多路由判据都没有考虑到网络节点负载这一因素,可能使网络中业务流过于集中于某些节点和链路从而形成拥塞。针对干扰-负载感知路由判据ILA仅能捕获连续链路的流内干扰且不具备保序性问题,论文通过采用专有期望传输时间(EETT),提出了一种改进的干扰-负载感知判据Mod-ILA,解决了ILA判据存在的问题,使网络在干扰控制及负载均衡方面取得了良好的效果。
最后,利用网络仿真工具NS2在多种网络场景下对提出的联合信道分配路由算法及Mod-ILA路由判据进行性能评估。仿真结果表明它们在网络吞吐量、延时与资源利用率等方面较其它协议有所提高。