一种无线mesh网络的mac层技术的研究

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1、重庆大学硕士学位论文1绪论资源的利用率，有效降低各个通信系统间通信干扰，有效分配现有通信系统间无线资源，以及有效提高Mesh网络各个通信系统内部无线资源使用率，实现资源的公平接入问题是如今Mesh网络面临的关键问题。无线资源的分配与管理在很大程度上影响了网络的性能，因此，无线Mesh网MAC协议的研究也成为目前无线网络研究的热点。1.3项目需求背景论文的研究工作是在宽带无线网络工程项目以及国家高技术研究发展计划课题的支持下完成。宽带无线网络工程项目主要研究一种宽带无线Mesh网络体系，该网络体系从拓扑结构、交换机制、管理策略、MAC协议研究

2、等方面，实现“高带宽”、“高可靠性”的无线Mesh网络通信系统。论文主要针对无线网络工程项目下无线Mesh网络MAC协议做进一步的研究工作。在确定的网络架构下，控制和管理机制对整个网络系统性能起到重要作用。通常无线网络协议划分为“三层二平面”（见图1.1）。三层是指物理层、数据链路层和网络层；二平面即为数据/控制平面和管理平面。网络层网络LLC层数据链路层管理MAC层系统物理层数据/控制平面管理平面图1.1无线网络协议架构图Fig1.1Protocolstackofwirelessnetwork从协议栈的各个层次或平面来看：①物理层要解决衰

3、落、多径干扰、功率控制等无线信道处理难题，主要涉及信道编码、调制解调和功率调整技术；②数据链路层（包括MAC层和LLC层）要解决信道接入控制、帧结构、资源分配、业务调度、重传机制以及QoS保障等问题；③网络层需要处理路由协议发现、维护网络动态拓扑信息。同时，需要有高效率、高可靠性的路由选择机制。2重庆大学硕士学位论文1绪论针对无线Mesh网络，论文研究内容主要涉及了多网络融合下异构Mesh网络中不同通信系统（接入网络）间资源分配策略、接入网络内部资源有效使用问题。论文从网络管理平面和数据链路层两个平面就无线Mesh网络中资源管理与分配一系列

4、问题展开研究，着重解决无线Mesh网络中资源管理与分配问题、MAC协议的研究及创新。1.4研究内容及要解决的问题（1）无线Mesh网络及MAC技术研究。无线Mesh网络被广泛视为下一代无线通信系统的关键网络结构，但是，多系统共存的局面也使得无线Mesh网络中面临很多挑战。在宽带无线网络工程项目以及国家高技术研究发展计划（863）项目的支持下，论文着重研究并分析了无线Mesh网络及其MAC层技术基本概念、关键技术及其研究现状。（2）统一资源接入策略的提出。无线Mesh网络中存在多种不同的通信系统（如蜂窝网、WiFi、WiMAX和AdHoc网络

5、）等，而目前不同的通信系统之间的频谱资源相互独立，严重限制了多种通信系统在同一区域的混合部署。在宽带无线网络工程项目需求之上，论文提出无线Mesh网络中不同通信系统间频谱资源接入策略--统一资源接入策略。从协议栈管理平面分析了不同通信系统间无线资源有效分配问题，就异构Mesh网络资源紧缺和系统间干扰问题，提供了有效的资源分配算法、引入更加灵活有效的动态频谱接入策略，提高Mesh网络整体资源利用率。（3）基于宽带无线Mesh网络工程项目应用背景，论文设计一种简单、可靠、高效的MAC协议，实现了无线Mesh网络通信系统内部资源的公平有效使用。完

6、成了MAC协议设计，系统软件的设计，网络设备的接入流程设计等工作。基于VxWorks操作系统，完成了无线Mesh网络MAC协议与接入控制流程的软件编程，实现了网络搜索、组网、入网申请、鉴权、测距等通信功能，并完成了相关功能测试。1.5论文结构安排全文分为六个章节，各章的具体内容安排如下：第一章：绪论部分，介绍论文研究背景及课题意义，以及研究内容和需要解决的问题。第二章：阐述了无线Mesh网络基本概念、无线Mesh网络的结构、无线Mesh网络的应用及其关键技术的研究；对无线Mesh网络中资源管理体系及媒体接入协议做了基本的阐述和介绍，为课题中

7、提出的资源统一控制方法和MAC协议的研究奠定理论基础。第三章：提出统一的资源接入策略。对无线Mesh网络中不同通信系统间的资源有效分配问题提供了合理的解决方案和有效的资源分配算法，能够有效解决不同通信系统3重庆大学硕士学位论文1绪论间的资源分配问题。第四章：无线Mesh网络MAC接入协议的设计。基于宽带无线网络工程项目需求，为无线Mesh网络同一接入网络内部资源使用问题设计有效的MAC接入协议。第五章：无线Mesh网络MAC协议的实现与测试。对MAC协议软件实现平台和开发环境作了简单介绍，对重点针对MAC协议实现流程及最后的协议实现做了详细

8、的描述。第六章：总结论文的研究工作，对论文中有待改善的工作提出了未来展望。4重庆大学硕士学位论文2无线Mesh网络2无线Mesh网络2.1无线Mesh网概述2.1.1无线Mesh