多信道无线Mesh网络公平带宽分配算法

针对基于IEEE802.11的无线Mesh网络(WMN)在按多跳方式转发数据时存在带宽分配不公平的问题,提出一种改进算法DBAS。通过检测子节点包含的活动终端数量,计算分配指数并发送给子节点,使其能根据分配指数调整介质访问控制层的竞争窗口参数。在子节点向父节点发送数据时,采用加权轮询调度算法进一步保证带宽分配的公平性。NS2实验结果验证该算法的有效性。     

基于功率控制的无线Mesh网络拓扑控制

针对无线Mesh网络中由于无线信号干扰而造成的端到端吞吐量并不理想问题,提出一种采用功率控制构造无线Mesh网络拓扑的算法,通过调整节点的传输功率到一个合理的水平来降低干扰以提高信道的空间复用度,从而改善网络的吞吐量。结合流量模型和干扰模型计算整个网络的吞吐量。仿真结果表明,该拓扑控制能够提高无线Mesh网络的吞吐量。     

新型无线Mesh网络的QoS路由判据与算法

针对无线网状网络中采用何种路由判据进行路由选择以增大网络吞吐率的问题,在分析现有路由选择准则不足的基础上,通过综合考虑链路的可用带宽、延时、可靠性和干扰等因素对链路OoS的影响,提出了一种新的综合QoS路由准则和算法IRMQOS,并通过仿真验证了该路由准则和算法的可行性.仿真实验结果表明,该方法能显著提高网络吞吐率.     

基于功率控制和冲突避免的无线Mesh网络低能耗MAC协议

为了解决IEEE 802.11协议在无线Mesh网络中能量利用效率低的问题,提出一种改进的低能耗MAC协议PCCA。PCCA协议在IEEE 802.11协议的基础上加入两个核心算法,即动态功率控制算法(DPCA)和冲突避免算法(CAA),以此降低能耗。DPCA通过接收节点计算发送节点所需的最佳发射功率,降低数据发送的能耗;CAA利用邻居通信状态表对潜在的冲突进行判断,让可能引起冲突的节点进入休眠以节约能量。仿真结果表明PCCA协议最多可降低约20%的能耗。     

多信道IEEE 802.11无线Mesh网络中路由度量算法研究

分析了常用路由度量算法在应用于WMN中存在的不足,并着重介绍了两类针对多信道WMN的路由度量算法,提出了能够综合考虑路由带宽和时延的加权期望剩余传输率(WERTR)算法,讨论了其作为路由选择判据上的优势,最后使用NS-2对网络性能进行了仿真.     

速率自适应的无线Mesh 网拥塞控制

在IEEE 802.11s 标准草案基础上,结合TCP 协议中的AIMD算法,提出一种针对无线Mesh 网的速率自适应拥塞控制策略。该策略与IEEE 802.11e EDCA相比,在有效缓解网络拥塞的同时,保证了高优先级业务与低优先级业务之间的公平性。试验结果表明该拥塞控制策略是有效可行的。     

认知无线Mesh网络中联合功率控制与信道分配的拥塞避免

受制于频谱资源有限性及链路负载差异性,网络拥塞成为认知无线Mesh网络研究中亟待解决的关键性问题.针对该问题,通过量化节点通信功率等级,并综合考虑网络干扰、链路有效容量及流量守恒等因素,建模了联合功率控制与信道分配的拥塞避免模型.进一步,提出了基于嵌套优化的拥塞避免机制,包括基于遗传算法的功率控制与信道分配、基于遗传算法的路由调度以及基于链路需求的最优路由算法.分别设计了组合编码和序列编码规则及流量守恒的约束控制机制,以保证个体进化的有效性及算法的快速收敛.一系列仿真实验表明该算法能够有效提高网络吞吐量,满足数据传输的实时性需求.     

多信道IEEE 80211无线Mesh网络中路由度量算法研究

分析了常用路由度量算法在应用于WMN中存在的不足,并着重介绍了两类针对多信道WMN的路由度量算法,提出了能够综合考虑路由带宽和时延的加权期望剩余传输率（WERTR）算法,讨论了其作为路由选择判据上的优势,最后使用NS-2对网络性能进行了仿真。     

无线Mesh网络中多射频多信道MAC机制设计

针对无线Mesh网络中多信道分配问题,提出了一种适用于多射频网络的MAC机制MRMC-MAC.整个机制包含节点默认接收信道分配、可切换主信道集分配、节点通信以及可切换主信道集更新4部分.采用一种基于接收负载的分配算法,将接收负载作为信道分配的优先级参数,保证了接收负载重的节点优先分配到负载较小的信道,而接收负载较轻的节点间可以共享同一个默认接收信道,从而平衡了各个信道间的负载.分析了多射频网络中的多信道的隐终端问题并提出了解决方案.仿真结果表明,使用MRMC-MAC协议能够明显地改进MAC层吞吐量、碰撞次数等性能参数.     

多信道无线Mesh网络路由机制

在无线Mesh网络中,采用合理设计路由度量来优化网络性能是一种常用的方法.本文对已有的典型路由度量进行分析讨论,比较全面的给出了设计无线Mesh网路路由度量应该考虑的重要因素.基于多信道无线Mesh网络的特点,本文提出一个多信道无线Mesh网络路由度量CLIDH,并在此基础上提出一个跨层多信道路由协议CMAODV.仿真结果表明,和已有的路由度量相比较,CLIDH能够充分利用网络资源,使网络性能得到明显改善.     

无线Mesh网中的多级队列动态调度机制

对因特网服务提供商而言,使用无线Mesh网络来提供因特网链接是一个日益普遍的选择。但是,因距离网关的跳数不同,等权限的不同用户间不能获取公平的网络资源。针对该情况,提出了多级队列动态调度机制（DSNQ）。该机制实现简单,将网络节点内部源点不同的数据流分列,引入动态调度机制,使节点内数据流公平共享信道资源。通过仿真验证了该机制的有效性,表明该机制实现了不同节点尤其是远端节点接入信道的公平性,改善网络整体性能。     

无线网状网中一种高吞吐量的路由策略

无线网状网（Wireless Mesh Network,WMN）是一种多跳、分布式的无线网络,可以提供多种宽带多媒体业务。目前,无线网状网的路由技术的研究还处于起步阶段。首先介绍当前几种著名的无线网状网路由协议,并分析了这些协议的不足,在此基础上提出一种新的路由算法,该算法综合考虑了链路质量、节点负载均衡、信道干扰三个主要因素,能够显著地提高网络性能。分析与仿真结果表明,该算法能显著地提高网络吞吐量和降低传输延时,并且具有良好的抗干扰性。     

无线mesh网中网关部署的优化设计

无线mesh网中的流量经路由器聚集后主要是通过少量网关至因特网的,容易在网关处形成导致网络性能的瓶颈。针对此问题,首先对网关和路由器作等效节点化处理,利用无线通信阴影效应的对数-正态分布模型,设计加权目标函数保证节点的连通性和覆盖率,得到候选网关节点的位置部署;在此基础上根据网关部署的约束条件和网络生成连通图,设计启发性基于度/权值的树集分割（TSP）算法,选择出满足吞吐需求、有较好连通性的候选节点担任网关设置。NS2仿真结果验证了该设计方法对改善网关节点的吞吐容量和信号覆盖连通率的有效性。     

一种新型无线Mesh网络多信道MAC协议

在基于IEEE 802.11s无线Mesh网络中,Mesh网络接入点（MAP）和门户（MPP）在网络负载较重时会出现严重的流量瓶颈。为了保证MAP流量的优先传输,提出了基于节点优先级的新型多信道MAC协议（NPBM-MAC）;为了减少在小规模组网时各BSS间频率干扰,设计了基于地理位置信息和网络负载的频率分配方案（LLBFA）。仿真结果表明,NPBM-MAC协议和LLBFA频率分配方案能够有效解决重负载网络下的MAP/MPP瓶颈问题,最大限度地满足音视频等大业务流的QoS需求。     

使用定向天线的骨干无线网格网络容量研究

定向天线能够提高无线网格网络（WMN）的空间复用率,因而影响了WMN的容量。虽然目前许多文献已经提出使用定向天线的介质访问控制方案、路由协议和拓扑控制方法去提高MWN的性能,但是在理论上研究配置定向天线的MWN的容量仍然是必要的。用渐进的分析方法对使用定向天线的骨干WMN的容量进行了研究,分析了定向天线对容量的影响,并推导出网格路由器平均吞吐量上限。结果表明在接入点数量达到一定的门限时,定向天线的使用有效地增大了网络的容量。     

基于WMN的链路质量测量方案与路由尺度性能研究

无线网格网（WMN）骨干网的静态特性与Ad Hoc的动态特性完全不同，所以把Ad Hoc路由协议移植到WMN上并不适用。因而出现了为类似的静态无线网络开发的多波链路质量源路由协议MR LQSR。该协议是链路质量源路由协议（LQSR）协议与累积权期望传输时间（WCETT）的结合。WCETT作为链路质量尺度，必须能够精确反映真实的链路质量。为了尽可能在系统容量损耗和链路质量衡量方式的精确性间做一个折中，将更精确的链路质量测量技术EAR引用到ETT的计算中，以此来提高WCETT参数的准确性并提高MR LQSR的性能。最后的仿真结果表明，该方案在降低系统容量损耗的同时，对链路质量测量的精确性有一定的提高。     

无线Mesh网络信道分配研究

针对多接口多信道无线Mesh网络,提出了一种基于链路负载和链路“潜在的”干扰度的权值的分布式静态信道分配算法。给出基于链路负载和链路“潜在的”干扰度的权值的定义和基于权值的链表的构建方法;阐述了算法的设计思想和实现步骤。仿真实验测试结果表明,该算法不但能适应业务流量分布均匀或不均匀的状态,而且能相应地提高网络吞吐量,提升网络性能。     

Realizing and benchmarking broadcast algorithms in wireless mesh networks

Broadcasting by flooding causes the broadcast storm problem in multi-hop wireless networks. This problem becomes more likely in a wireless mesh network (WMN) because WMNs can bridge wired LANs, increasing broadcast traffic and collision probability. Since the network control, routing, and topology maintenance of a WMN highly rely on layer-2 broadcasting, unreliable broadcast algorithms directly destabilize a WMN. Researchers have developed many algorithms for efficient and reliable broadcast in multi-hop wireless networks. However, real-world systems rarely verify or compare these approaches, especially in a WMN. This paper examines six representative broadcast algorithms: simple flooding, dynamic probabilistic, efficient counter-based broadcast, scalable broadcast, domain pruning, and connected-dominating-set based algorithms. This study addresses both common and algorithm-specific implementation in a real-world IEEE 802.11s WMN testbed. Experiments under various topologies and packet lengths reveal the reliability, forwarding ratio, and efficiency of these six algorithms. Quantitative survey results indicate that the scalable broadcast algorithm possesses the best reliability due to its lower collision probability. The domain-pruning algorithm is the most efficient algorithm when considering both reliability and the forwarding ratio.     

A framework of cross-layer design for multiple video streams in wireless mesh networks

In this paper, a novel cross-layer design framework for multiple realtime video traffics in CDMA wireless mesh networks is proposed. First, the performances of application, physical, MAC, and network layers are modeled by some classical models under reasonable assumptions. Then, we present a framework in which source coding, power control, ARQ control, and delay partitioning functionalities at different layers can be jointly optimized. Our objective is to maximize the video quality under strict end-to-end delay constraints through adjusting source coding rate, end-to-end delay distribution, and each node’s transmit power. This optimization problem is proved to be a nonlinear but log-convex one. Finally, we propose a centralized solution based on the classical convex programming method, as well as a partially distributed solution based on the Lagrangian dual decomposition technique. The both solutions are proved to converge to the global optimum of the above problem.