《無線Mesh網路網關負載均衡關鍵技術研究》是依託中南大學，由曾鋒擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：無線Mesh網路網關負載均衡關鍵技術研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：曾鋒
- 依託單位：中南大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
網關是無線Mesh網路的性能瓶頸，網關負載均衡對無線Mesh網容量及其QoS有重要影響。本項目擬從網路設計和運行兩階段展開網關負載均衡關鍵技術的研究。在網路設計階段，針對已有研究以簡單圖為模型難於反映拓撲結構可變特性的不足，建立多拓撲結構融合的多維圖模型，研究該模型下的QoS分析方法，並設計負載均衡的滿足QoS的網關部署算法。在網路運行階段，基於模糊集理論對網關負載均衡展開分析，研究鏈路質量、網關負載及其均衡的模糊識別方法，並設計模糊關係矩陣的更新機制以保證模糊識別的有效性；以網關負載均衡為目標，研究基於鏈路質量模糊識別的網關選擇與路由機制；針對流量分布變化導致的網關負載失衡問題，研究基於拓撲控制技術的網關負載遷移機制，通過改變拓撲結構實現流量從重負載網關遷移到輕負載網關。研究工作通過模擬仿真和實用試驗進行驗證與改進。本項目研究將為無線Mesh網路網關負載均衡提供實用化、經濟性的技術方案。
結題摘要
無線mesh網路流量負載均衡對網路性能有重要影響。本項目從網關部署、信道分配和路由協定等方面展開對網路流量負載均衡的研究，取得的主要研究成果包括下述幾方面：（1）針對網關的負載均衡問題，把該問題抽象為整數線性規劃最佳化問題，定義網關負載均衡度量，提出實現網關負載均衡部署的飢餓算法和模擬退火算法。（2）針對信道間流量負載均衡問題，分析無線傳輸的干擾因素，利用重疊信道，提出WLAN之間干擾最佳化的信道分配算法；針對組播通信中的信道干擾問題，把接收端覆蓋的用戶數作為信道分配的優先權信息，提出覆蓋優先與干擾最佳化的組播信道分配算法；針對認知無線電網路中的用戶干擾問題，研究效益最大化的頻譜分配問題，提出了基因選擇性遺傳的認知無線電頻譜分配算法，實現了系統總效益的最大化。（3）針對路由間的負載均衡問題，基於網路演算理論分析了數據分組在單路由中產生的佇列時延，推導出單路徑傳輸的時延上界以及多路徑傳輸中的路徑間時延抖動上界，提出滿足時延約束抖動最佳化的路徑流量分配算法，實現抖動約束下的多路徑傳輸負載均衡；利用無線Mesh網路流量的自相似性，套用數學理論對鏈路流量負載進行預測，提出基於路由流量感知的負載均衡路由協定；以降低網路中冗餘數據量為目的，研究了數據聚合的機制以及時空相關性，提出了基於時空相關性的數據聚合路由協定。 此外，本項目還對能量最佳化的無線網路傳輸技術展開研究，提出基於令牌分發的分散式的路徑收集機制，以精選的路徑信息為根據，提出疊代最佳化的覆蓋集構造機制，每一輪覆蓋集構造時，儘可能使其節點數最少，同時通過參數調節算法性能與網路通信開銷的均衡；研究了無線可充電感測器網路中多個移動充電器協同充電的問題，提出了一種基於分簇和信息融合的協同充電算法；對無線傳輸中信息安全和隱私保護問題展開了研究，提出了一種新的基於四叉樹分解和線性加權插值技術的無損水印算法；對高維數據的特徵選擇問題展開了研究，提出Lp-SVM的等價模型和求解算法，實現特徵選擇和分類性能的提高。 本項目相關工作取得了較好的研究成果，對無線Mesh網路流量負載均衡及其相關技術的發展有較好的理論參考價值和現實意義。
