基于功率控制的三維無線Mesh網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刂蒲芯?pdf

1、與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)不同,無線Mesh網(wǎng)絡(luò)(Wireless Mesh Network,WMN)是一種動(dòng)態(tài)的、自組織自配置的靈活網(wǎng)絡(luò)。WMN中的各節(jié)點(diǎn)可獨(dú)立完成節(jié)點(diǎn)參數(shù)配置,并且自動(dòng)建立和維護(hù)網(wǎng)絡(luò)連接。WMN具有很多優(yōu)勢,如數(shù)據(jù)可靠性強(qiáng)、組網(wǎng)成本低、網(wǎng)絡(luò)維護(hù)簡單、業(yè)務(wù)覆蓋面廣等。WMN作為一種新型組網(wǎng)技術(shù),已經(jīng)是無線通信時(shí)代的寵兒。
　　但是,在三維場景中Mesh節(jié)點(diǎn)的分布更密集,存在節(jié)點(diǎn)干擾強(qiáng)、資源競爭激烈、網(wǎng)絡(luò)性能差等問題。功率控制技術(shù)

2、與拓?fù)淇刂萍夹g(shù)在提高網(wǎng)絡(luò)性能中都起到了至關(guān)重要的作用。通過功率控制技術(shù)得到合理的發(fā)射功率,合理的發(fā)射功率即可以減少節(jié)點(diǎn)干擾,又可以提高資源利用率。通過拓?fù)淇刂萍夹g(shù)選擇出性能較好的鏈路,回避性能較差的鏈路,有效地提高了網(wǎng)絡(luò)性能。因此本文將兩種技術(shù)相結(jié)合,先由功率控制技術(shù)得到合理的發(fā)射功率,然后由拓?fù)淇刂萍夹g(shù)選擇合理的鏈路。論文主要工作包括:
　　1.目前WMN的功率控制算法大多數(shù)僅針對(duì)二維平面單優(yōu)化目標(biāo)的情形,而針對(duì)三維空間多優(yōu)化目

3、標(biāo)的研究較少。本文研究了一種基于遺傳算法的三維功率控制算法(3D-PCGA),該算法以節(jié)點(diǎn)干擾強(qiáng)度和節(jié)點(diǎn)連通度為優(yōu)化目標(biāo),使用遺傳算法求解后可以為Mesh節(jié)點(diǎn)配置優(yōu)化的發(fā)射功率。將3D-PCGA算法與單目標(biāo)優(yōu)化算法做網(wǎng)絡(luò)性能對(duì)比,在數(shù)據(jù)流數(shù)大于21條時(shí),吞吐量提高13％,端到端時(shí)延縮短了17.5％,包提交成功率提高了14％。
　　2.在大多數(shù)WMN拓?fù)淇刂扑惴ㄖ泄?jié)點(diǎn)會(huì)采用最大發(fā)射功率進(jìn)行通信,但發(fā)射功率大必定會(huì)增加網(wǎng)絡(luò)干擾,從而導(dǎo)

4、致網(wǎng)絡(luò)吞吐量降低、時(shí)延增加、丟包率提高等問題。本文在3D-PCGA算法的基礎(chǔ)上,研究了一種沖突鏈路最小的三維拓?fù)淇刂扑惴?3D-CSTC)。該算法首先計(jì)算每條鏈路的沖突鏈路大小,然后選擇沖突鏈路較小的鏈路連接到網(wǎng)絡(luò),回避沖突鏈路較大的鏈路。
　　3.網(wǎng)絡(luò)容錯(cuò)性、端到端時(shí)延、吞吐量以及包提交成功率是拓?fù)淇刂扑惴紤]的重要指標(biāo)。本文與其他三維拓?fù)淇刂扑惴ㄏ鄬?duì)比,仿真結(jié)果表明:由3D-CSTC算法建立的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)具有更強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)容錯(cuò)性;當(dāng)節(jié)