無線Mesh網(wǎng)中MAC層節(jié)能協(xié)議的研究與實現(xiàn).pdf

1、無線Mesh網(wǎng)的自組織、無中心等優(yōu)點讓它的應(yīng)用前景非常廣泛，但是很多無線Mesh網(wǎng)應(yīng)用場景中的設(shè)備不會使用固定電源供電而使用電池供電，比如在救援、應(yīng)急通信等方面。而電池的電量總是有限的，這使得能量成為制約其發(fā)展的一個重要因素。因此在無線Mesh網(wǎng)中研究節(jié)能技術(shù)是十分必要的。
　　本文首先介紹了無線Mesh網(wǎng)絡(luò)的定義和架構(gòu)、無線Mesh網(wǎng)絡(luò)節(jié)能技術(shù)的分類和節(jié)能技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀。完成的工作主要有以下三個方面:
　　(1)研究現(xiàn)有的無

2、線Mesh網(wǎng)MAC協(xié)議及其節(jié)能機制。對無線Mesh網(wǎng)協(xié)議的研究集中在MAC下層關(guān)鍵技術(shù)上，包括對超幀結(jié)構(gòu)、MAC成幀細節(jié)、分布式預(yù)約協(xié)議和優(yōu)先競爭信道接入方式，重點研究了無線Mesh網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)能機制。
　　(2)設(shè)計并實現(xiàn)無線Mesh網(wǎng)絡(luò)節(jié)能機制。在上述研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計了一套適用于“專用LTE網(wǎng)絡(luò)攜行網(wǎng)關(guān)”中無線Mesh網(wǎng)的MAC下層協(xié)議，并在軟件無線電基帶芯片SB3500的DSP核中實現(xiàn)。實現(xiàn)的內(nèi)容被劃分為5個部分:WMN上下

3、層接口模塊、MAC調(diào)度器模塊、幀處理模塊、MPI接口模塊、節(jié)能控制模塊。通過和MAC上層和PHY層整合、聯(lián)調(diào)，實現(xiàn)WMN系統(tǒng)設(shè)計，還給出了測試結(jié)果，實現(xiàn)了讓設(shè)備在節(jié)能控制模塊控制下節(jié)約能量的目的。
　　(3)提出一種適用于無線Mesh網(wǎng)的功率控制算法。該算法基于凸優(yōu)化理論，它將無線Mesh網(wǎng)絡(luò)中幀的發(fā)送速率、幀長與功率分配問題轉(zhuǎn)化為一個關(guān)于速率、幀長和功率因素的節(jié)能型網(wǎng)絡(luò)效用最大化問題。算法通過將網(wǎng)絡(luò)效用和能耗聯(lián)系起來，能在兼顧網(wǎng)