無線Mesh網(wǎng)絡MAC協(xié)議研究.pdf

1、無線Mesh網(wǎng)絡(WMN)是一種新型的寬帶無線網(wǎng)絡系統(tǒng)，也是一種大容量、高速率的分布式網(wǎng)絡。與傳統(tǒng)網(wǎng)絡不同的是，WMN具有可靠性、自組織性和自愈性等特點。這種無線網(wǎng)狀網(wǎng)不僅可以大幅度擴展無線系統(tǒng)的覆蓋范圍，同時還可以提高無線系統(tǒng)的帶寬容量和通信可靠性，是一種非常發(fā)展前途的寬帶無線接入技術。目前，無線Mesh網(wǎng)絡的研究在全世界十分活躍，如何提高網(wǎng)絡的性能是關注的重點。WMN網(wǎng)絡的性能（吞吐量、時延等）主要取決于MAC子層的接入?yún)f(xié)議，而且系

2、統(tǒng)的容量、設備的復雜度和成本也受MAC協(xié)議的影響。所以選擇適當?shù)腗AC子層規(guī)范，根據(jù)網(wǎng)絡業(yè)務特征有效地配置信道資源，提高無線資源的使用效率，提高系統(tǒng)的容量和傳輸質量，是無線Mesh網(wǎng)絡研究的重要課題。
　　 本文主要研究無線Mesh網(wǎng)絡的MAC層協(xié)議。首先介紹了無線Mesh網(wǎng)絡的基本情況，包括概念、結構、關鍵技術以及國內外對無線Mesh網(wǎng)絡MAC協(xié)議的研究等。接下來分析了目前使用的單信道MAC協(xié)議IEEE 802.11 DCF面

3、臨的問題，以及對WMN性能產(chǎn)生的影響。在此基礎上，利用跨層協(xié)作的思想對現(xiàn)有協(xié)議做出了改進。該改進方案中，發(fā)送站點利用無線信道的廣播特性以及802.11的多速率傳輸機制，通過物理層跨層功率值信息，對信道傳輸狀況進行估算，并將信道狀態(tài)信息保存于協(xié)作表中。源站點自主選擇與之信道狀況最好的中繼站點進行協(xié)作傳輸。新方案不改變802.11幀結構，保持了與802.11 DCF兼容性，具有很好的實用性。運用NS-2仿真工具對改進方案進行分析，結果表明改

4、進的MAC協(xié)議能夠有效地改善無線Mesh網(wǎng)絡的系統(tǒng)平均吞吐量、時延等指標。
　　 現(xiàn)有的WMN基本上都是采用單信道MAC協(xié)議，這種技術限制了整個網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)傳輸速率與網(wǎng)絡容量。為了滿足人們對網(wǎng)絡帶寬日益增大的需求，提出了多信道MAC協(xié)議的設計思想。本文介紹目前多信道MAC協(xié)議研究現(xiàn)狀，結合無線Mesh網(wǎng)絡的特點，將忙音多址的思想引入多信道MAC協(xié)議的設計，提出了一種多信道忙音多址MAC方案。通過引進帶有MIMO-OFDM技術的多射