无线Mesh网络联合信道分配和路由协议研究

设计合理的联合信道分配和路由协议对多信道无线Mesh网络的性能至关重要。在分析多网卡多信道无线Mesh网络中联合信道分配和路由协议特点和研究现状的基础上,提出了一种与按需路由协议结合的联合信道分配算法,通过选择最小干扰信道来优化信道分配;同时采用了一种适应多信道多网卡网络的路由判据方法,该方法考虑了信道干扰、接口切换以及路径跳数三个关键因素。仿真结果表明,文中所采用的协议能较为明显地提高网络吞吐量及减小分组的端到端时延。     

多信道无线Mesh网络的多播信道分配算法

无线Mesh网络可用信道和节点接口的缺乏限制了多播树链路的可用带宽,致使网络吞吐量下降。针对该问题,提出支持多播的多信道多接口信道分配算法——LAMCA。该算法能最小化无线Mesh网络的干扰程度,并最大化网络吞吐量。仿真结果表明,与层次信道分配算法LCA相比,该算法在吞吐量性能方面较优。     

一种联合多信道分配决策的认知Mesh系统数据传输优化算法

在认知Mesh系统进行数据传输的过程中,为了提高数据包投递成功率及网络的吞吐量,减少网络延迟时间,提出一种联合多信道分配决策的认知Mesh系统数据传输优化算法(JCWN)。针对信道的干扰问题,建立了认知Mesh系统的干扰无向图,分析节点链路的网络干扰电平。在节点的路由请求阶段通过提出基于信道干扰电平的路由指标函数,并通过权重阈值来为节点链路分配干扰较小的信道。在路由选择上,联合多路由算法计算每条路由路径的信道干扰程度,为了保障节点传输数据的成功率而选择干扰程度更小的路由。实验仿真结果表明,在数据包投递成功率上,该算法相比POC算法以及基于RL的算法提高了20%以上,在提高网络吞吐量,减少延迟时间上也表现出了更好地效果。     

煤矿应急救援中无线Mesh网络多信道分配算法

针对现有的无线Mesh网络多信道分配算法无法解决煤矿应急救援中无线Mesh网络因传输干扰导致的信道分配抖动问题,结合无线Mesh网络连通性以及干扰模型,提出了一种基于拓扑分层和干扰避免的多信道分配算法,即对网络拓扑分层,在确定第1层节点与边的基础上,继续对其他层进行拓扑分配,然后根据干扰情况对各层进行信道分配。设计了仿真模型:无线Mesh节点发射距离为200m,干扰距离为500m,拓扑范围为1 000m×1 000m。随机选取20个节点,在可用信道变化和网关变化2种情况下对该算法进行仿真分析,结果表明该算法较常用的拓扑结构算法提高了网络的吞吐量,降低了信道分配中的传输干扰。     

多信道无线Mesh网络中基于路径尺度的负载平衡路由

为了有效利用无线Mesh网络的多个信道,设计了一种新的路径尺度ERC(expected residual capacity),用来评测路径质量并为节点选择高吞吐量低干扰的路由.同时结合多路径路由的思想,提出了多信道无线Mesh网络的负载平衡路由.该路由利用多个信道来减小通信干扰,并将网络流量尽量均衡地分配到高质量的路径上,有效提高了无线网络的通信质量.仿真结果表明,采用提出的负裁平衡路由算法后,网络整体吞吐量远远胜过单信道网络,而且比一般的多信道路由也有明显改善.此外,网络延迟和丢包率也得到了有效控制.     

无线Mesh网络中混合信道分配算法研究

根据多射频多信道无线Mesh网络的特点,提出一种基于节点干扰的混合信道分配算法。将节点间的链路分为正向链路和反向链路,通过概率模型分析链路干扰,计算节点间链路的权重,建立带权重的有向网络连接图。根据链路权重为节点固定接口分配信道,减小可切换接口在信道改变过程中引起的网络干扰。扩展的NS2仿真结果表明,该算法能有效降低链路干扰,提高网络吞吐量。     

多信道无线网状网跨层优化研究

针对多网卡多信道无线Mesh网络容量问题,基于无线信道干扰模型,在给定各节点物理层发射功率的条件下,联合考虑无线Mesh网络传输层的流速控制、网络层的路由算法和MAC层的信道分配等问题,通过采用二次路由计算策略,提出了一个跨层联合优化算法,仿真结果表示,提出的算法能提高网络吞吐量。     

无线Mesh网络中路由与信道联合分配研究

无线Mesh网络中路由器使用多射频接口并配备多信道传输能有效增加网络吞吐量及降低干扰。研究路由与信道分配问题的目的就是增加网络容量、减少延迟等。文中针对无线Mesh网络中多接口多信道的路由与信道分配问题做了统一考虑,根据路由约束、信道约束、干扰约束以及宽带约束建立了混合整数线性规划（MILP）模型,并提出了基于迭代搜索的启发式算法很好地解决了此问题。仿真结果表明该算法可以提高网络吞吐量,降低延迟。     

认知无线Mesh网络中基于干扰模型的信道分配策略*

从信道干扰的角度为认知无线Mesh网络提出一种新的信道分配策略。首先对网络进行分层并按层对节点设置不同的层数权值,以此来选择最佳路径,再利用信道干扰模型来选择最佳信道。新策略有效整合了路由和信道分配过程,通过路由的实现来协助节点的信道分配以获得整个网络的最优化性能。仿真结果表明,新算法相比于无线多信道网络中基于链接的信道分配算法,在时延、吞吐量上有明显的优势。     

一种多射频多信道分配算法的研究与仿真

随着无线Mesh网络的发展,在网络中配置节点多射频多信道,提高信道资源的利用率和降低无线干扰,成为扩大网络容量的有效手段.采用了一种基于网络拓扑信息的集中式的多射频多信道分配算法.实现包括信道分配计算、信道分配切换及网络恢复三个阶段.三个阶段依次实现网络的信道干扰最小、确保网络的连通以及节点失败后网络的恢复,并提高网络的容量.仿真结果表明,信道分配算法可以有效地提升网络性能.     

认知无线mesh网中联合路由的分布式信道分配算法*

多信道技术通过对数据流量进行分流,能够减少链路间干扰,从而提升网络容量。首先针对认知无线mesh网络提出一种有效的联合路由的分布式信道分配策略,该信道分配策略主要宗旨是维持邻域内信道差异。仿真结果表明,新的信道分配算法相比于无线多信道网络中基于链接的信道分配算法,平均吞吐量大约提高了50%,平均时延降低了约50%。在信道约束的情况下,进一步引入了信道合并算法。仿真结果表明,执行信道合并算法后,网络平均吞吐量、时延性能得到了进一步改善。     

认知Mesh网络中的多信道MAC协议设计

现有认知无线Mesh网动态信道接入协议在利用空闲授权信道进行数据传输时,冲突概率较大。为此,提出一种基于声望模型的信道分配算法。该算法通过对各个授权信道传输的历史经验进行学习,使认知用户能够获取每个授权信道的声望值。在信道协商阶段,接收方认知用户根据信道的声望值大小,从可用信道集合中选取出期望传输成功率最高的信道,能较好地减少多个认知用户在同一空闲授权信道上的竞争,并有效降低认知用户与主用户发生冲突的概率。仿真结果表明,该算法能有效提高认知用户传输数据报文的成功率,增加网络的整体吞吐量。     

基于分组管理的无线mesh网多信道分配算法*

为了合理利用多信道来提高无线网络吞吐量,针对基于802.11标准无线mesh网的业务特点,提出了基于分组管理的分布式多信道分配算法。该算法将节点接口分为回程接口与转发接口,并使回程接口分配到在干扰区域内干扰值尽可能小的信道。仿真实验结果表明,该算法可以减少区域干扰,并可充分利用信道的多样性和得到较高的网络吞吐量。     

多信道无线Mesh网络信道分配算法

针对无线Mesh网络的带宽容量问题,文章通过使用无线网络干扰协议模型对无线链路的干扰进行量化,利用整数线性规划公式对信道分配问题进行描述,在信道分配的时候,应用目标函数对无线链路的信道分配进行优化,使网络总的干扰权重最小化,在此基础上提出一个信道分配的启发式算法。仿真结果表明,文章提出的算法能提高网络的吞吐量。     

无线Mesh 网络低干扰组播

不同于无线传感器网络和移动Ad Hoc网络,无线Mesh网络中的组播主要侧重于提高吞吐量,而干扰是影响吞吐量的重要因素。在构建组播拓扑时,传统的方法主要考虑最小价值或最短路径,而通过减少干扰来提高组播性能的研究较少,且它们的干扰计算方法都采用单播的思想,并不适合于组播。例如,当n个接收节点同时从一个节点接收数据时,在组播中这n个接收节点之间不存在干扰,而在单播中认为存在干扰。因此,提出了组播冲突图来计算组播干扰,给出组播树干扰的定义。可以发现,求最小干扰组播扰树是NP完全问题,然后提出基于万有引力的启发式算法构建具有较小干扰的组播树。为了适用于多信道的情况,提出了满足不同干扰范围的多跳信道分配算法。最后,仿真结果显示,与MCM相比,所提出的算法无论是在单天线单信道还是多天线多信道下,都能取得较高的吞吐量和较低的延迟。     

A hybrid channel assignment strategy to QoS support of video-streaming over multi-channel ad hoc networks

Currently multi-channel multi-interface ad hoc networks (multi-channel ad hoc networks) have received amount of interest, especially under the context of real-time traffics, such as video applications. Channel assignment is one of the key challenges in multi-channel ad hoc networks. In this paper, based on a representative hybrid channel assignment strategy named as HMCP, a statistic link load based hybrid channel assignment strategy, SLL-HCA, is presented to obtain a better channel assignment metric than that in HMCP. SLL-HCA is based on the HMCP protocol and adopts the statistic link load metric to ensure load balancing in a two-hop neighborhood, and to prevent both the hidden node problem and the exposed node problem. In addition, an enhanced strategy, VE-SLL-HCA, by setting harsher channel assignment conditions and reserving lower interference of routing path for video-streaming traffic than other non-video traffic, is proposed to improve the QoS support of video-streaming over multi-channel ad hoc networks. Simulation results show that SLL-HCA achieves better throughput performance than HMCP in the presence of background traffic including CBR traffic or VBR traffic; and, the PSNR QoS metric for video-streaming is enhanced when using VE-SLL-HCA compared with SLL-HCA and HMCP, which confirms the validity of the proposed strategy for video-streaming traffics. Moreover, the simulation results also indicate that non-video traffic unlikely suffers an unacceptable performance in terms of throughput.     

无线Mesh网络中基于局部信息的自适应信道分配策略

在多无线接口多信道的无线Mesh网络中,信道分配问题将影响网络的整体性能。为充分利用无线Mesh的资源优势,已提出了许多信道分配策略。然而,大部分的研究假设都隐含需要全网拓扑或者流量模型等信息,这在分布式网络中很难准确获取。为此,本文提出基于局部信息的自适应信道分配策略LICA,在仅使用局部拓扑和节点间信道使用情况等启发式信息的基础上,动态指导信道分配。模拟实验结果表明,LICA算法能显著提高信道利用效率和端到端的数据吞吐量,且具备较低的时间复杂度和良好的可扩展性。