多射頻多信道無線mesh網中頻譜切換與協(xié)作通信研究.pdf

1、多射頻多信道無線mesh網具有高度靈活性、健壯性、高帶寬和易維護等優(yōu)點，已經成為下一代寬帶無線接入網絡的研究熱點。一方面，頻譜切換技術可以降低無線傳輸干擾、優(yōu)化網絡結構，成為無線網絡研究熱點。而現(xiàn)有頻譜切換技術忽視了頻譜切換執(zhí)行順序對網絡性能的影響，無法保證網絡在切換過程中的連通性和吞吐量。另一方面，協(xié)作通信技術通過使用分布式終端，來抵抗信道衰落并實現(xiàn)空間分集增益，贏得越來越多的關注。近期研究表明，使用多信道能夠減少無線干擾，提高網絡容

2、量。然而，目前針對協(xié)作通信的研究僅限于單射頻單信道網絡中，而不能充分發(fā)揮多射頻多信道的優(yōu)勢。
　　 本文以提高網絡容量為目標，研究多射頻多信道無線mesh網中的頻譜切換與協(xié)作通信技術。主要貢獻如下:
　　 1.為了最大化網絡吞吐量，本文提出一個能夠保證網絡連通性及吞吐量的頻譜切換鏈路調度問題，并證明其是NP難問題。為解決該問題，提出聯(lián)合頻譜切換調度和QoS重路由的跨層優(yōu)化算法。在該算法中，頻譜切換分多輪執(zhí)行。為減少切換延

3、時并保證網絡連通性，該算法基于加權最小生成樹來確定每輪需要切換的鏈路，并在切換過程中為數(shù)據(jù)流進行重路由來滿足數(shù)據(jù)流的QoS需求。結果表明，所提算法能夠充分利用多射頻多信道資源，并能為多流提供較高的吞吐量保證。
　　 2.提出一個新的聯(lián)合協(xié)作路由、信道、中繼分配問題，為解決該問題，提出一種分布式最優(yōu)化算法來最大化網絡吞吐量，算法大致分為三個階段。第一階段是為網絡中的數(shù)據(jù)流找到最優(yōu)協(xié)作路徑，該路徑基于提出的沖突感知信道利用率判據(jù)。第