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802.16 Mesh网络节点合作及分布式调度研究

作　者: 康晓筠
导　师: 朱光喜
学　校: 华中科技大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 宽带无线接入 Mesh网络博弈论节点合作策略分布式调度
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

随着无线通信技术的迅猛发展,无线接入技术正呈现高带宽和IP化的趋势。作为继无线局域网之后出现的新一代宽带无线接入技术,IEEE 802.16面向固定、携带和移动的设备提供宽带无线连接,其核心网基于全IP架构,支持PMP(点到多点)和Mesh(网状网)两种网络结构。其中Mesh网络融合了传统网络结构和ad hoc网络的优点,越来越受到业界关注。但针对802.16标准中的mesh网络,还存在诸多问题。一方面,mesh网络的重要特点之一是节点合作,但节点如何合作,不同的合作策略对网络性能有怎样的影响,仍缺少前提性分析。另一方面,802.16标准虽规定了mesh网络调度消息,但并未制定具体调度方案。针对这些问题,本论文着重对802.16 mesh网络下的节点合作以及分布式调度机制进行了研究。首先,运用合作博弈建立静态mesh网络节点合作模型,利用合作关系图分析节点的合作策略,给出了针锋相对合作策略的纳什均衡存在条件,仿真验证了条件的普遍存在性。然后,研究了802.16 mesh网络分布式调度中竞争避让指数对网络平均吞吐量和三次握手通信建立时间的影响,提出使用动态避让指数,并在已提出的合作策略的基础上给出了结合节点活跃类型和合作水平的动态避让指数选择方法。仿真结果表明,针锋相对合作策略提高了节点的吞吐量,动态竞争避让指数有效控制了节点不良竞争,提高了802.16 mesh网络分布式调度机制随节点密度增大的可扩展性。本研究还利用重复博弈分析了移动mesh网络的节点合作,给出了节点合作的纳什均衡的存在条件,通过仿真验证了不同节点数目,不同合作代价下的均衡稳定性,并指出,均衡稳定对节点移动性的灵敏度将随节点密度增大和可变合作代价的使用而降低。研究结果对将来的移动802.16 mesh网络有较好的指导意义。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-16
  1.1 研究背景及意义  8-9
  1.2 宽带无线接入系统的发展及现状  9-10
  1.3 无线Mesh 网络技术背景  10-15
  1.4 本文研究的主要内容  15-16
2 802.16 Mesh 网络MAC 协议  16-24
  2.1 802.16 协议概述  16-18
  2.2 802.16 对Mesh 模式的支持  18-22
  2.3 802.16 Mesh 模式两种调度机制  22-23
  2.4 本章小结  23-24
3 静态802.16 Mesh 网络的合作博弈  24-38
  3.1 无线网络博弈论应用基础  24-25
  3.2 合作博弈下的合作策略研究  25-33
  3.3 TFT 合作策略网络仿真及结果分析  33-37
  3.4 本章小结  37-38
4 移动802.16 Mesh 网络的重复博弈  38-43
  4.1 用重复博弈分析移动多跳网络  38-39
  4.2 移动Mesh 网络中的纳什均衡  39-40
  4.3 纳什均衡稳定性的网络仿真及结果分析  40-42
  4.4 本章小结  42-43
5 802.16 Mesh 网络分布式调度的改进  43-55
  5.1 802.16 Mesh 网络的分布式调度机制  43-46
  5.2 802.16 Mesh 网络分布式调度相关研究  46-47
  5.3 MSH-DSCH 传输间隔及其对网络的影响  47-50
  5.4 基于动态避让指数的分布式调度改进  50-52
  5.5 网络仿真及结果分析  52-54
  5.6 本章小结  54-55
6 全文总结和展望  55-56
  6.1 研究成果总结  55
  6.2 后续研究导向  55-56
致谢  56-57
参考文献  57-60

802.16 Mesh网络节点合作及分布式调度研究

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