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无线Mesh网络空间多样性研究

作　者: 陈波
导　师: 杨寿保
学　校: 中国科学技术大学
专　业: 计算机系统结构
关键词: 无线Mesh网络 空间多样性 时隙指派算法 协作路由度量 路由协议
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 51次
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内容摘要


随着无线通信技术的快速发展,人们对网络应用需求不断提高,无线网状网Wireless Mesh network (WMN)得到了广泛的部署,由此可以得到更大范围的网络服务。无线Mesh网络中数据通过多跳转发被发送到数据接收端,或者具有有线连接的网关节点上。已有的研究成果表明,现有网络通信协议栈上各层协议不能适应这一新特点而工作效率低下,所能达到的传输性能还远不能满足用户的需求。因此改进现有协议以适应WMN的特征,从而提高WMN中的传输性能具有重要的意义。无线Mesh网络中的协作通信技术也得到越来越多的关注。它使得单天线的节点在多用户环境里能和别的节点共享天线,使得数据的传输不仅包含传统的“点到点”传输模式,还包含“多点到点”和“点到多点”的传输模式。在一次传输过程中,可以同时有多个发送方,或同时有多个接收方。因此,如何利用协作通信技术去提高系统性能也具有重要的意义。本文围绕WMN中的空间多样性问题,从提高空间分集从而提高系统性能方面展开研究。首先,本文对无线网络相关知识和WMN研究现状进行综述,详细介绍了协作通信技术以及目前WMN中空间多样性的相关研究工作。?然后,介绍提高空间多样性对系统性能的影响。在无线传输介质里,提高无线信道的利用率能有效的提高系统的性能。目前关于信道利用率的研究大部分是利用空间多样性的特点,让信道得到较高的利用率。空间多样性是指空间能够得到重复的利用,无线信道能够尽多的得到重复使用。本文针对无线Mesh网络的特性,利用空间多样性,提出一种链路调度算法,通过在同一时刻让更多的链路同时发生通信,从而提高系统的总体性能。最后,在充分利用无线介质的广播特性和空间多样性的基础上,提出一种考虑协作通信和信道间干扰的路由度量和路由算法。通过此协作度量及其路由算法计算得到的路由,可以使得多个节点协作发送数据包给同一个接收方,从而提高空间重用率,进而使整个系统的性能能够得到有效提高。本文主要从网络层和Mac层出发,对无线Mesh网络中的空间多样性进行研究。如何结合网络层、Mac层和物理层进行研究是一个非常有意义的话题,也是未来的一个研究方向。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-11
第1章 绪论  11-15
  1.1 研究背景  11-12
  1.2 研究目标及思路  12-13
  1.3 本文的组织结构  13-14
  1.4 本章小结  14-15
第2章 WMN研究背景与现状  15-38
  2.1 无线Mesh网络相关知识介绍  15-19
    2.1.1 WMN的组成  15-16
    2.1.2 WMN的体系结构  16-17
    2.1.3 WMN的特点  17-18
    2.1.4 WMN网络与Ad Hoc网络的异同  18-19
  2.2 研究项目及相关标准  19-24
    2.2.1 研究项目及解决方案  19-23
    2.2.2 WMN相关标准  23-24
  2.3 WMN设计的需求  24-25
  2.4 基于IEEE 802.11的WMN  25-29
    2.4.1 IEEE 802.11协议  26-29
    2.4.2 基于IEEE 802.11协议的WMN  29
  2.5 WMN的研究现状  29-34
    2.5.1 物理层传输技术  29-30
    2.5.2 MAC层协议的改进  30-31
    2.5.3 路由协议及其路由度量的研究  31-33
    2.5.4 无线Mesh网络中关于空间多样性研究的现状  33-34
  2.6 协作通信中无线Mesh网络中关于空间多样性研究的现状  34-37
    2.6.1 协作分集的工作方式  35-36
    2.6.2 协作通信对系统性能的影响  36-37
  2.7 本章小结  37-38
第3章 链路调度对系统总体性能的影响  38-48
  3.1 本章概述  38
  3.2 WMN中采用空间多样性的动机  38-41
    3.2.1 无线热点区域的网络模型  38-39
    3.2.2 一个简单的例子  39-41
  3.3 分布式时隙分配算法  41-44
    3.3.1 超级帧格式  41-42
    3.3.2 分布式时隙分配算法  42-44
  3.4 仿真实验  44-46
    3.4.1 仿真环境  44-45
    3.4.2 实验结果与分析  45-46
  3.5 本章小结  46-48
第4章 无线Mesh网络中新的协作路由算法  48-61
  4.1 本章概述  48
  4.2 协作通信网络的系统模型  48-50
    4.2.1 协作通信网络的3个例子  48-49
    4.2.2 协作通信网络的存在问题  49-50
  4.3 路由度量和路由协议的设计原则  50-52
  4.4 协作路由的度量（Cooperative-metric）COOPM  52-56
    4.4.1 COOPM的设计  52-55
    4.4.2 COOPM的特性分析  55-56
  4.5 基于COOPM的路链路状态路由协议  56-57
  4.6 模拟与分析  57-60
    4.6.1 仿真环境  57
    4.6.2 实验分析  57-60
  4.7 本章小结  60-61
第5章 总结与展望  61-63
  5.1 本文的主要工作  61
  5.2 本文的主要贡献  61-62
  5.3 展望  62-63
参考文献  63-67
致谢  67-68
攻读硕士学位期间发表的论文  68-69
攻读硕士学位期间参加的项目  69

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线通信 > 移动通信
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