延迟约束的跨层无线网络优化算法及实现

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1、硕士学位论文延迟约束的跨层无线网络优化算法及实现DELAYBASEDCROSSLAYERWIRELESSNETWORKOPTIMIZATIONALGORITHMSANDIMPLEMENTATION单想哈尔滨工业大学2016年6月国内图书分类号：TP393学校代码：10213国际图书分类号：004密级：公开工学硕士学位论文延迟约束的跨层无线网络优化算法及实现硕士研究生：单想导师：李治军副教授申请学位：工学硕士学科：计算机科学与技术所在单位：计算机科学与技术学院答辩日期：2016年6月27日授予学位单位：哈尔滨工业大学Cl

2、assifiedIndex:TP393U.D.C:004DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringDELAYBASEDCROSSLAYERWIRELESSNETWORKOPTIMIZATIONALGORITHMSANDIMPLEMENTATIONCandidate：XiangShanSupervisor：AssociateProf.ZhijunLiAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ComputerSc

3、ienceandTechnologyAffiliation：SchoolofComputerScienceandTechnologyDateofDefence：June,2016Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要在802.11无线网络的传输中，存在诸多问题，例如设备数量多、频谱资源有限、无线信号之间存在干扰、队列调度方案只注重吞吐量，并且调度复杂性较高等等。这些问题导致无线通信效率低、数据流的延迟要求难以得

4、到保证。由于无线网络正成为人们主要的通信方式，因此得到了越来越多的重视。本文针对无线网络的传输特点，提出了延迟约束的无线网络优化算法，目的在于保证流的延迟要求的同时，合理地利用无线频谱资源，提高无线网络的吞吐。本文将软件定义网络的思想应用于无线网络中。利用系统的全局统计信息，集中式地进行决策和调度。本文在硬件设备上部署了OpenFlow实验平台，添加对无线网络传输的支持，实现收集自定义信息、执行自定义信道配置命令等OpenFlow中不能直接得到支持的功能。本文实现了无线网络中的队列调度和链路选择算法。对于每条链路，根据

5、各个流的队列中当前的平均延迟和对延迟的要求，决定优先得到调度的队列；根据网络中的拓扑结构，判断各链路的相互冲突情况，选择互不冲突的链路子集进行传输。本文实现了动态配置信道资源的算法，为每条链路分配合适的中心频率和频谱宽度完成传输；根据链路当前的信道质量，预测配置完成后的冲突情况,降低计算复杂性。利用这些算法，提高频谱利用率，优化网络的性能。关键词：软件定义无线网络；保障延迟；队列调度；信道配置-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractAlotofproblemsexistsinthetransmissiono

6、f802.11wirelessnetworks,suchaslargenumberofdevices,interferencebetweenwirelesssignals,limitationofspectrumresources,highcomplexityandfocusofthroughputofqueueschedulingschemes.Asaresult,theefficiencyofwirelesscommunicationislowandthedelayrequirementofdataflowscan

7、notbesatisfied.Aswirelessnetworkisbecomingamajorwayofcommunication,ithasattractedmoreandmoreattention.Tosolvetheseproblems,weproposedelaybasedwirelessnetworkoptimizationalgorithmsinthispaper.Itsgoalisreasonablyusingwirelessspectrumresourcestoimprovethethroughput

8、ofwirelessnetwork,aswellassatisfyingthedelayrequirementofdataflows.Inthispaper,weapplythearchitectureofSoftwareDefinedNetworkinwirelessnetwork.Weuseglobalstatisticali