長距離無線mesh網(wǎng)絡中鏈路自適應速率和功率聯(lián)合調整算法.pdf

1、長距離無線mesh網(wǎng)絡是一種新型無線接入網(wǎng)絡，它采用大功率802.11無線網(wǎng)卡和高增益定向天線以實現(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，可廣泛應用于偏遠地區(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信號的干擾，信道狀況動

2、態(tài)變化，使用單一的物理層發(fā)送速率難以達到最大吞吐率；節(jié)點工作在野外，供電受到極大限制，需要節(jié)約能耗。因此有必要根據(jù)信道的變化情況動態(tài)調整發(fā)送速率和功率，以提高網(wǎng)絡性能并滿足節(jié)能的需求。
　　 本文設計了一種鏈路自適應的發(fā)送速率和功率聯(lián)合調整算法，該算法在分時隙MAC協(xié)議基礎上運行，通過探測的方式獲取鏈路中接收信號強度與幀投遞率之間的函數(shù)關系，結合不同發(fā)送速率和功率組合的耗電量情況，計算每一幀的最佳發(fā)送速率和功率值。算法的目標是使

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