遠距離無線網(wǎng)狀網(wǎng)性能優(yōu)化和服務質(zhì)量研究.pdf

1、目前世界上超過40％的人口居住在鄉(xiāng)村地區(qū)，提高這些地區(qū)的互聯(lián)網(wǎng)覆蓋率是個亟待解決的問題。傳統(tǒng)的網(wǎng)絡接入方式（如蜂窩基站、衛(wèi)星等）存在造價和維護成本高昂等缺點，因此并不適用于這些地區(qū)。LDmesh網(wǎng)絡（LongDistancewirelessmeshnetworks）由多條長距離WiFi鏈路組成。該網(wǎng)絡通過多跳的形式接入城鎮(zhèn)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關節(jié)點，可為鄉(xiāng)村人口提供低廉、易維護的遠程互聯(lián)網(wǎng)接入方案。在每個村落，由多個（AP，MeshRouter）通

2、信單元組成的本地CSMA/CAMesh網(wǎng)絡為村民提供覆蓋全村的互聯(lián)網(wǎng)接入服務（數(shù)據(jù)流匯聚到該村的LDmesh節(jié)點）。然而LDmesh網(wǎng)絡并未完善，存在著諸多的問題，如缺乏高效MAC協(xié)議、沒有端到端QoS路由、缺少節(jié)點節(jié)能策略等。
　　音視頻應用是LDmesh網(wǎng)絡的主要業(yè)務。相對BestEffort業(yè)務，音視頻業(yè)務對QoS要求較高。鑒于此，本文首先提出了基于多接口DSR協(xié)議的端到端QoS路由協(xié)議MQDSR。MQDSR使用MAR帶寬約

3、束模型對業(yè)務流執(zhí)行準入控制，從而可以保證音視頻業(yè)務的端到端吞吐率和可控的端到端延遲。仿真結果表明，對于基于時分復用MAC協(xié)議的LDmesh網(wǎng)絡，MQDSR能為高優(yōu)先級（如音頻）和一般優(yōu)先級（如視頻）業(yè)務提供有保證的端到端QoS。
　　部署在鄉(xiāng)村地區(qū)的LDmesh節(jié)點往往采用太陽能供電，因此節(jié)能是一個亟待解決的問題。本文分析了LDmesh鏈路的丟包特性和受干擾特性，提出了一個節(jié)點速率和功率聯(lián)合調(diào)整算法。該算法通過監(jiān)測鏈路干擾變化動態(tài)

4、地調(diào)整發(fā)送速率和功率，從而能夠在鏈路吞吐率和節(jié)點能耗間取得較優(yōu)的平衡。戶外實驗結果表明，相比固定發(fā)送速率和功率的策略，該算法能夠在保證鏈路具有較高投遞率的同時有效地降低節(jié)點的能耗。
　　村莊內(nèi)本地的CSMA/CAMesh網(wǎng)絡提供了可覆蓋全村的無線接入。信道化技術（定義為節(jié)點自主的選擇其物理層速率、發(fā)射功率、信道頻率和信道寬度）可以提高該網(wǎng)絡的容量或改善該網(wǎng)絡的公平性。為了降低信道化所需的測量復雜度，本文引入了兩個預測模型。針對對稱