文档介绍：国防科学技术大学
博士学位论文
多接口多信道多跳无线网络资源管理与广播机制的研究
姓名:李礼
申请学位级别:博士
专业:计算机科学与技术
指导教师:张春元
20091201
⑽尴咄赐热找娉晌H嗣枪刈⒌娜鹊恪H而传统的单信道多跳无线网络的容量已经很难满足人们的需要。由于相邻节点共而快速衰减。多接口多信道技术通过为通信节点装配多个无线接口,并同时使用以最大限度发挥频谱使用效率是无线网络中的重要议题。以往大部分研究工作都是假设可用频谱被条状分割成多个具有固定带宽的无线信道,近来有研究认识到无线网络的体系结构,并从兼顾信道多样性与网络连通性、减少竞争与干扰、增——两,中,模拟表明信道带宽调制能有效增加网状网的频享通信媒介,传输之间面临着竞争,网络性能会随着路由跳数及网络密度的增加不同的信道进行并行传输,能够大幅提高网络容量。本文将对基于畁榈亩嘟涌诙嘈诺蓝嗵尴咄绲淖试垂芾碛牍悴セ普箍Q芯俊无线电通信频谱是有限并且极其珍贵的自然资源。如何合理分配频谱资源,固定带宽信道的不足,并开始采用动态信道带宽调制技术来提升网络性能。本文的资源管理机制将把多接口多信道技术与信道带宽调制技术结合起来,共同优化多跳网络的性能。首先,本文提出了具有信道带宽调制功能的多接口多信道多跳强频谱负载均衡、以及提供支持等方面着重介绍了信道带宽调制技术在多接口多信道多跳网络中的应用。然后,针对上述应用,给出以下解决方案:采用数学规划方法对多接口多信道网络的信道带宽调制、逻辑拓扑控制、路由进行联合建模。本文把联合优化问题归结为整数线性规划,并基于松弛给出启发式算法。在给定的流量模型下,联合优化策略不仅能在信道多样性与网络连通性之间取得较好平衡,还能同时实现频谱负载均衡以及减少干扰与竞争。·将最优信道带宽调制归结为“装箱压缩”问题,并分别基于单/多区间着色与猚侍馍杓屏朔植际降牧髁扛兄5钠灯追峙渌惴ā;谇间着色的信道带宽调制算法能有效消除频谱碎片的影响,并且本文给出了区间着色算法在单位圆图上的近似程度;,因而能较快地适应负载的变化。最后上述分布式信道带宽调制算法被应用于典型的多接口多信道网状网谱使用效率及网络性能。·基于资源预留机制设计了服务质量感知的信道带宽分配及主动路由协议。本文把资源分配与甴酚尚结合在一起,按需分配频谱资源与接口资源给活跃的链路。当节点配有带国防科学技术大学研究生院博士学位论文第。·
广播是多跳无线网络的一种重要操作,它既可以作为单播/多播路由协议路由综上所述,本文主要对基于榈亩嘟涌诙嘈诺蓝嗵绲淖试管理与广播机制进行研究。资源管理机制使用了信道带宽调制技术,能在多个方宽可调的接口数日较多时,协议能够较好地为网络提供С帧发现的基本方式,也已成为许多无线宽带广播应用的重要通信手段。本文将针对广播操作的不同应用设计相应的多信道广播策略:作为路由发现过程中的基本操作,广播策略应以减少报文冗余为目标。为此本文把多接口多信道多跳网络中最少冗余的广播问题归结为接口扩展图的最小强连通支配集问题,并在原有单信道网络广播算法的基础上,提出低冗余的多信道自剪枝广播算法;●在无线宽带应用中,广播策略则应侧重高吞吐率等指标。为此本文使用数学规划对广播树的建立与信道分配进行联合建模,并给出启发式方法。算法不仅能较好地利用信道多样性,同时还能最大限度地减少干扰。面提升网络性能,而多信道广播策略则能达到低冗余或者高吞吐率的目标。关键词:多接口;多信道;多跳网络;资源管理;广播;信道带宽调制;频谱分配;数学规划;图着色;服务质量;最小连通支配集国防科学技术人学研究生院博士学位论文·
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表目录表不同路由策略与频谱使用策略组合下的平均路由跳数⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯表二进制线性化技术⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯国防科学技术大学研究生院博士学位论文第页
閎—某叨图目录图多接口多信道多跳无线网络⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图诺来淼髦颇芴嵘尴咄赐男阅堋向量磊。与晶。、磊。之间的关系⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图单跳无线网络的频谱资源分配⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图/机制⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..图隐藏终端问题⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯疌/ǎ珹四路握手协议⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图信道分配会影响网络逻辑拓扑⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯