基于MRMC的无线Mesh网络,诸如网络容量分析、信道分配策略以及路由优化方案的研究是当前无线通信领域中前沿且重要的课题之一,其解决方案的优劣对于是否能够提高该网络环境下的吞吐性能,资源的合理利用以及可扩展性都有着直接且重要的作用。本课题针对MRMC无线Mesh网络特点,主要研究内容包括1.从网络拓扑解析角度研究该网络的干扰模型,并结合网络性能参数分析网络容量特征;2.从干扰受限、流量受限及连接性等角度研究该网络的自适应的信道分配策略;3.结合信道分配策略与网络链路参数,以博弈论的思想和仿生学技术研究路由协议与MAC层的部分融合问题。鉴于目前针对该网络资源管理技术的研究在信道分配与网络资源优化方面仍存在许多关键技术难点与实际问题,因此本课题的研究具有重要的理论和实际意义。
Mesh network;Resource management;Transmission capacity;Auction;CSMA/CA
随着无线宽带应用的迅速发展,可用频谱资源的不足日益加剧。因此将认知无线电与无线Mesh网等新兴技术的结合来提高频谱效益值得大家广泛研究。课题主要围绕可扩展无线Mesh 网络的部署策略,构建多信道无线Mesh 网络的系统模型,进而研究MRMC 无线Mesh 网络的干扰模型,分别进行了认知无线电网络中基于中断受限的整体可传输吞吐量分析、不同协议下认知mesh网络可传输容量分析和协作认知无线电网络可传输容量分析;在保持网络的连接性与提高信道利用率的同时,根据网络拓扑结构分析,分别基于链路层最优、基于遗传算法、基于干扰流量感知各设计了一种能够自适应网络配置变化的MRMC 信道分配方案,用以避免相同信道多个传输产生的冲突,确保网络的吞吐性能;同时,随着无线应用和无线设备的逐步普及,频谱资源稀缺已经逐渐成为制约无线网络发展的瓶颈之一。认知无线电技术通过整合授权频段上的闲置频谱并进行再分配,大大缓解了频谱资源稀缺的问题。然而如何激励授权用户(PU)开放授权频段使用成为该技术实际推广中的一个重要问题。课题组引入经济学中的拍卖机制,研究了基于双边拍卖、在线拍卖和组合拍卖的信道分配,在保证经济性质的前提下,提升频谱利用效率和用户满意度。在以上干扰模型分析与信道分配方案研究的基础上,集中针对新链路参数与最佳流量计算的问题,将MAC 层中自适应性能参数与路由协议相融合,课题组通过面向公平性的博弈论效用函数设计,对CSMA/CA协议进行了改进,从而充分利用多信道多无线接口的资源优势,提高网络性能。