无线网状网中的防干扰频道分配

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1、无线网状网中的防干扰频道分配KrishnaN.Ramachandran,ElizabethM.Belding,KevinC.Almeroth,MilindM.Buddhikot摘要通过安装无线网路由器使多频信号变为无同频信号来达到缓和无线网状网中的容量问题。然而，频道分配变为了挑战因为无线网多了会导致同频干扰。其结果相反会增加干扰影响性能。本文就多信道无线网状网络的干扰问题通过防干扰频道分配的方法提出了解决办法和方案。该解决方案通过合理的分配无线频道最大程度地减小了无线网之间的干扰。该方案利用了新的干扰估计技术手段并且付诸实

2、施于无线中的每个路由器。通过冲突图模型及多信道冲突图的拓展来构造路由器之间的干扰模型。我们通过IEEE802.11协议实验平台来验证方案的可行性。我们同时报告了大量实验模拟仿真的效果。在多频取样上，我们解决方案对比于静态频道分配增加了百分之四十的取样。第一章.引言典型的静态多跳无线网络，又称无线网状网络，其部署的路由器仅利用了IEEE802.11协议无线电广播。IEEE802.11无线广播是典型的单频道广播。因此，由于无线网的半双工特性，单信道网状无线网络通信的容量受到严重地衰减。幸运的是，IEEE802.11物理层协议允许

3、多个不重复频段的频道同时运行工作。例如，2.4兆赫兹带宽的频带内的3个不重复频段的频道能够同时工作。IEEE802.11a协议最高允许5.0兆赫兹带宽的频带内划分为12个不重复频段的频道。通过在无线网中布置频率路由器和为不重复频道分配无线接收机来划分设置不同频段的频道，这些路由器可以同时工作并且彼此之间的干扰能够最小化。从而，能够提升无线网状网的能力。通过多个无线接收机对应多个路由器的策略，使得无线电接收机的数量与正交频道的数量相等。由于数量众多的不同频段的频道，这个策略经济上代价过高。而且，生产路由器的小型嵌入式系统仅仅能

4、够提供数量有限的无线电接收机。因此，在一个无线网状路由器上划分所有的不重复频段的频道仍然是不可行的。这样，为每个无线网状路由器划分频道的问题变成了按无线电接收机划分频道的问题。简单的技术是用静态频道划分法。然而，静态划分对于基于IEEE802.11b标准的无线局域网会产生爆炸性的结果，可能导致网状网频道被重复划分。本文提及了频道划分的问题以及特别研究了无线网状网频道的动态划分。我们主要阐述了抗干扰频道划分算法和以及划分频道的方案，旨在改进无线网状网的容量来更有效的利用不重复频段的频道。这个算法合理地为网状无线电接收机选择频道

5、从而把无线网状网中的干扰以及不同无线网状之间的干扰降低到最小。每个网状路由器利用新的干扰估计技术来检测邻近无线网产生的干扰的等级。这个算法是对冲突图模型和多频冲突图模型的拓展，从而构造无线网状网中的多频路由器间干扰的模型。多频冲突图被用来和频道分配的干扰估计相结合从而为无线电接收机分配频道。一个潜在的问题是动态频道分配会导致网络拓扑结构的改变。拓扑结构的改变会导致次佳路由选择以及由于节点错误所引起的网络分隔。推荐的解决办法是授权每个网状路由器的无线电接收机在一个默认频道上工作。另外一个潜在的问题是当网状无线电接收机被重新配置

6、不同频率时，频道分配会导致流干扰。为了防止流干扰，每个网状路由器间必须定向连接。这项技术重新定向直到频道分配成功。我们通过网路模拟器来仿真实验我们拟定解决方案的可行性。我们利用链路状态路由优化方法和加权累积预期传输来进行路由选择。我们通过多信道IEEE802.11b协议平台来验证解决方案的可行性。（一）研究贡献就我们掌握的知识，我们首先解决了受干扰的多重无线网中网状无线网的频道的静态分配。拟定解决方案的首要目标是使用当前可用的无线电设备来实现。我们的工作与几个推荐的解决方案不同之处在于需要专业的不可用的无线电设备或者网络知识

7、。特别地，本文的贡献有如下几点:·通过静态，防干扰的频道分配算法将无线网状网和多重无线网间的干扰最小化。·利用多信道冲突图，冲突图模型的拓展来构造无线网状网中多频路由器间的干扰模型。·新的干扰估计计划，用路由器来估计他们邻近区域的干扰等级。·定向连接方案防止了频道分配时的流破坏。·对于不同的干扰等级，通过标准根据经验主义测量方法来实验研究展现改进手段。（二）．本文概述本文剩余章节组织如下：第二章讨论了频道分配对网络结构的影响。第三章我们明确表述了频道分配问题。第四章描述了我们的干扰估计技术和多频冲突图模型。第五章详细讲述了频

8、道分配算法。第二章．频道分配和网络拓扑结构在多频网状网络中，无线电接收机的频道分配能改变网络拓扑结构。图1(a)是四节点拓扑结构，节点C配有3无线电接收机，其余三个节点每个各有一个。每个连接线上标有其频道数量。图1（a）说明了所有无线电接收机都调成一个频道时的拓扑结构。图1（b）说明乐频道