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无线Mesh网络是下一代无线互联网的一种核心组网技术,主要用于解决即时组网或较大区域内的大规模无线互联,以增强无线通信系统吞吐量和覆盖能力,提高系统的自愈能力,在构建城域、社区、学校和其他专用网络等方面具有广阔的应用前景。如何利用多信道技术来提高无线Mesh网络的容量,如何减小信道间干扰,如何满足用户日益增加的多媒体业务需求是近年来无线通信技术研究的热点和难点。
本文就基于多信道的无线Mesh网络信道分配、组播以及OFDM等关键技术进行研究,分别提出了相应的解决方案并进行了模拟仿真试验。论文的主要研究内容和贡献如下:
首先研究了无线Mesh网络的多信道技术。对原有的多信道支持方案,多信道MAC协议做了详细的分析和比较。然后研究了一种不用修改现有的MAC协议的多信道多接口无线Mesh网络框架结构,并针对其路由和信道分配作了详细说明,最后基于NS2仿真平台对该实现方案进行反正实现。结果表明,多信道多接口的无线Mesh网络不但支持现有的MAC协议,支持现有的硬件设备,而且网络吞吐量比单信道无线Mesh网络有了大大的提高。
其次,本文研究了基于多信道的无线Mesh网络的信道分配技术。在分析比较现有的多信道无线Mesh网络信道分配的基础上,针对无线Mesh网络对组播的需要,提出了一种新的支持组播的多信道多接口无线Mesh网络的信道分配方案,这种信道分配方案是首先建立一棵组播树,然后按照信道间最小干扰的原则对其进行信道分配,当信道间隔大于5的时候选择信道间隔绝对值相差最小的信道。这种信道分配方案不但支持组播,克服了之前的支持组播的无线Mesh网络信道分配不能达到最优化的问题。相比较以前提出的支持组播的信道分配方案,网络吞吐量有了很大提高,传输延时也相应地减小。
最后,基于无线Mesh网络的信道干扰问题提出了OFDM非线性补偿技术。正交频分复用技术(OFDM)是一种多载波传输技术,其主要的优点是抗频率选择性衰落或窄带干扰,同时又提高频谱利用率。无线Mesh网络的物理层可以采用OFDM技术,但是当信号经过非线性系统时,由于线性动态范围有限,会造成非线性失真,除了造成频谱扩散引起临近信道干扰(ACI)之外,还会造成自身信道干扰,从而导致系统性能下降。本文通过提出一种非线性补偿算法,降低了误码率,提高无线Mesh网络的系统性能。
本论文对无线Mesh网络的多信道方案进行了仿真和实验,并基于多信道的无线Mesh网络的信道分配技术,组播技术和OFDM技术做了深入的分析,提出了新的改进算法。结果表明,文中提出的算法能大大提高网络QoS。增强网络性能,在理论和实践中都是可行的。