《基於IEEE802.11n的長距離無線mesh網路理論與關鍵技術研究》是依託天津大學，由趙增華擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於IEEE802.11n的長距離無線mesh網路理論與關鍵技術研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：趙增華
- 依託單位：天津大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
基於IEEE802.11的長距離無線mesh網路LDmesh(Long Distance wireless mesh)是一類多跳（multi-hop）無線網路，每跳鏈路長達幾十公里，適用於偏遠鄉村或人口稀疏地區的無線寬頻接入、大區域自然環境保護等，套用前景廣闊。研究LDmesh網路中的基礎理論和關鍵技術具有重大科學價值和社會經濟意義。本課題擬將IEEE802.11n技術引入LDmesh網路中，採用跨層設計，結合IEEE802.11n的技術特點從不同網路協定層研究LDmesh網路中的關鍵理論與技術問題。研究LDmesh網路鏈路干擾模型和傳輸性能；提出自適應鏈路速率調整算法；套用圖論、最佳化理論研究適於LDmesh網路的高效MAC協定；套用網路流理論研究並提出MAC層感知的路由協定。在集成模擬(emulation)仿真和真實實驗為一體的LDmesh網路實驗床上，評價性能，驗證理論、協定與算法。
結題摘要
基於IEEE802.11的長距離無線mesh網路適用於偏遠鄉村或人口稀疏地區的無線寬頻接入、大區域自然環境保護等，套用前景廣闊。研究LDmesh網路中的基礎理論和關鍵技術具有重大科學價值和社會經濟意義。802.11n理論速率能達到600Mbps，將其引入LDmesh網路應該能大幅提升網路性能。基於此構想，開展了針對802.11n LDmesh的研究工作： （1）搭建了基於802.11n的LDmesh網路實驗床，包括7條長距離鏈路，最長達20公里。在實驗床上開展了大量的實驗研究工作。 （2）開展了對802.11n鏈路的性能測量。在實驗床上進行了大量的測量，並對測量數據進行分析，主要結果有：（a） 802.11n在長距離鏈路中的吞吐率很低。原因是鏈路傳播延遲很長，其MAC層採用停等的協定，致使鏈路利用率很低。幀聚合的長度有限進一步降低了鏈路利用率。現有MAC層速率調整算法在長距離鏈路中不適用也是導致吞吐率不高的主要因素。（b）RSSI可以用作鏈路質量的度量；（c）鏈路出錯包占總傳送數據包超過50%，且出錯率低於10%、出錯位置均勻分布。基於此從數據鏈路層、網路層開展了提高網路性能的算法和協定研究。 （3）提出了鏈路速率調整算法RainbowRate。RainbowRate 利用長距離鏈路中所測得的RSSI的PDR的關係篩選候選速率，大大降低了速率選擇的範圍。和主流速率調整算法相比有效提高了鏈路的吞吐率。 （4）提出了鏈路可靠傳輸機制。根據測量所得的鏈路出錯包分布的特點，設計了前向糾錯機制，能以很小的代價恢復出錯數據包，有效減少了數據包的重傳，進而提高了鏈路吞吐率。 （5）提出高效MAC協定。提出了兩種不同類型的MAC協定：面向比特流的動態多信道MAC協定TDMC和基於GPS精準同步的MAC協定，有效提高了網路吞吐率。 （6）提出支持QoS的路由協定。在網路層面上要協定各個節點的業務轉發，並支持不同QoS需求的業務。針對長距離鏈路的特點提出了支持QoS的路由協定以提高網路吞吐率。 通過實驗床實驗和仿真相結合的方法對上述所提算法和協定進行了性能評價。結果驗證了所提算法和協定的有效性。
