《認知無線Mesh網路負載均衡組播路由研究》是鄺祝芳為項目負責人，中南林業科技大學為依託單位的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：認知無線Mesh網路負載均衡組播路由研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：鄺祝芳
- 依託單位：中南林業科技大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
認知無線Mesh網路(CWMN)是結合認知無線電技術的無線Mesh網路，隨著流媒體等無線組播業務的增多，如何利用CWMN中的頻譜空穴提高網路吞吐量、服務質量，目前處於研究的初期階段。由於節點位置、主用戶使用信道的方式、各信道本身的差異，帶來的信道多重異構性，引發的負載不均衡問題還未引起研究人員的關注。本項目將從信道的多重異構性入手，對CWMN負載均衡組播路由中涉及到的異構信道使用特性建模、負載均衡與鏈路質量評估、負載均衡模糊識別的組播路由度量等關鍵內容進行深入研究。主要研究內容包括：基於HMM的異構信道使用特性模型、基於模糊集理論的負載均衡及鏈路質量評估方法、基於負載均衡模糊識別的組播路由度量指標、滿足QoS 約束的負載均衡組播路由算法和機制。研究工作通過模擬仿真進行驗證與改進。通過課題的研究，對提高網路吞吐量，改善流媒體等無線組播的服務質量，具有十分重要的意義。
結題摘要
認知無線Mesh網路（Cognitive Wireless Mesh Networks，CWMNs）通過認知無線電（Cognitive Radio，CR）能夠感知主用戶(Primary Users, PUs)未使用的頻譜，在不影響PU正常通信的情況下動態地接入到這些頻譜空穴，一方面緩解頻譜緊張的現狀，另一方面提高頻譜利用率和網路吞吐量。路由是CWMNs重要的相關技術之一，是直接影響網路吞吐量、端到端延遲、服務質量的重要因素之一。本課題以負載均衡、高吞吐量路由算法為驅動目標，從多速率的負載均衡、安全高吞吐量路由、多路徑路由、權值感知的路由、考慮資源節約的多目標路由、聯合功率控制的降低端到端路徑中斷機率與延長網路生存時間的路由、高可靠與低延遲路由等角度展開研究，取得的主要研究成果包括以下幾個方面： 1、針對組播樹中各節點和信道負載的不均衡問題，提出了一種多速率的負載均衡無線鏈路權值函式及計算算法，提出了一種以均衡化網路負載為目標的負載均衡的組播路由、頻譜分配與速率分配算法。 2、針對網路中存在黑洞、灰洞、蟲洞等攻擊問題，提出了能夠抵禦洞攻擊的高吞吐量單播路由判據和路由協定，提出了一種綜合考慮鏈路安全、鏈路衝突、鏈路可靠度與鏈路可用頻寬的路由判據。 3、針對節點退出正在使用的授權信道，導致鏈路失效的問題，提出了以提高無線業務接受率為目標的多路徑單播路由算法。 4、針對各節點之間信道干擾、以及考慮無線組播業務之間的影響及差異，提出了無線組播業務權重感知的無線鏈路權值計算算法。 5、針對同時考慮資源節約和干擾的問題，建立了多目標最佳化的組播路由與頻譜分配模型，提出了一種以最小化資源消耗與最小化信道衝突值為目標的基於粒子群最佳化算法的問題求解框架。 6、針對某一鏈路的 SINR 低於門限值時，將導致端到端路徑中斷的問題，以最小化路徑的中斷機率為目標，提出了基於遺傳算法的聯合功率控制的路由與頻譜分配算法。 7、針對次用戶節點對主用戶干擾功率過高，以及次用戶節點能量過早耗盡的問題，以最小化次用戶對主用戶的干擾功率與延長網路生存時間為目標，提出了基於粒子群最佳化算法的聯合功率控制的路由與頻譜分配算法。 8、針對信道之間的差異，不同信道具有不同信道使用機率、信道穩定度，信道延遲的問題，提出了一種基於動態規劃的以高可靠與低延遲為目標的分散式路由與頻譜分配算法。
