長距離無線mesh網(wǎng)絡(luò)中鏈路自適應(yīng)速率和功率聯(lián)合調(diào)整算法.pdf

1、長距離無線mesh網(wǎng)絡(luò)是一種新型無線接入網(wǎng)絡(luò)，它采用大功率802.11無線網(wǎng)卡和高增益定向天線以實(shí)現(xiàn)長距離(幾公里到幾百公里)鏈路。由于覆蓋范圍廣、成本低、帶寬高，可廣泛應(yīng)用于偏遠(yuǎn)地區(qū)/人口稀疏地區(qū)的無線寬帶接入、野外大區(qū)域環(huán)境監(jiān)控等，有廣闊的應(yīng)用前景。然而，長距離環(huán)境下原802.11的MAC協(xié)議不再適用，需要采用TDMA(Time Division Multiple Access)類型的MAC協(xié)議。受外部WiFi信號(hào)的干擾，信道狀況動(dòng)

2、態(tài)變化，使用單一的物理層發(fā)送速率難以達(dá)到最大吞吐率；節(jié)點(diǎn)工作在野外，供電受到極大限制，需要節(jié)約能耗。因此有必要根據(jù)信道的變化情況動(dòng)態(tài)調(diào)整發(fā)送速率和功率，以提高網(wǎng)絡(luò)性能并滿足節(jié)能的需求。
　　 本文設(shè)計(jì)了一種鏈路自適應(yīng)的發(fā)送速率和功率聯(lián)合調(diào)整算法，該算法在分時(shí)隙MAC協(xié)議基礎(chǔ)上運(yùn)行，通過探測的方式獲取鏈路中接收信號(hào)強(qiáng)度與幀投遞率之間的函數(shù)關(guān)系，結(jié)合不同發(fā)送速率和功率組合的耗電量情況，計(jì)算每一幀的最佳發(fā)送速率和功率值。算法的目標(biāo)是使

3、得成功傳輸一幀所消耗的能量最小。算法運(yùn)行過程中通過分時(shí)隙MAC協(xié)議反饋的累積ACK獲取對方節(jié)點(diǎn)信息，預(yù)測下一時(shí)隙的接收信號(hào)強(qiáng)度，作為算法的計(jì)算參數(shù)。
　　 接收信號(hào)強(qiáng)度與幀投遞率之間的函數(shù)關(guān)系與信道中的干擾強(qiáng)度有關(guān)，因此在接收端周圍干擾強(qiáng)度變化時(shí)，該函數(shù)關(guān)系必須重新進(jìn)行探測。本文通過監(jiān)聽AP信標(biāo)幀的丟包率，感知周圍干擾強(qiáng)度的大小，采用累積和(Cumulative Sum，CUSUM)算法監(jiān)測丟包率采樣值的突變，從而實(shí)現(xiàn)對信道干擾