面向異構無線mesh網路的認知路由技術研究

《面向異構無線mesh網路的認知路由技術研究》是依託北京郵電大學，由劉凱明擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：面向異構無線mesh網路的認知路由技術研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：劉凱明
• 依託單位：北京郵電大學

項目摘要

隨著信息網路向泛在、協同的趨勢發展，異構網路之間融合、網路功能與協定棧的智慧型化成為亟待解決的關鍵問題。基於mesh架構的異構無線mesh網路（HWMN）技術被認為是解決未來無線網路泛在與協同問題的重要途徑，路由則是其中核心問題。同時，認知技術（認知無線電、認知網路）被認為是未來實現網路智慧型化的關鍵。目前為止，以認知技術為基礎的認知路由技術，主要在認知無線mesh網路（CWMN）中研究，主要針對非授權頻段進行，而在HWMN環境中的研究幾乎還未開展。以泛在為目標的HWMN技術研究，必須考慮認知無線電技術的套用，而認知路由技術也必須考慮無蜜端端線網路和協定的異構性。本課題開展HWMN中認知路由技術的研究，從容量分析出發，研究面向負載均衡、QoS保障的路由策略，結合接入控制、功率控制等研究路由機制，採用跨網路最佳化方法，結合物理層/MAC層/網路層等多域認知方法，建立跨域、跨層、跨節點的廣義認知路由理論。

結題摘要

隨著無線接入技術的高速發展，使用不同接入技術、具乃灶朽滲有不同覆蓋範圍、性質迥異的網路共同組阿盼成了如今複雜多變的無線通信環境，“異構性”已經成為下一代移動通信系統最重要的特徵之一。無線Mesh網路作為一種新型的無線寬頻接入技術，被認為是解決無線接入“最後一公里”瓶頸問題的新方案，它不僅能擴大通信範圍，還能實現網路的靈活組網、增強網路的魯棒性。然而，由於頻譜資源的匱乏，在一定程度上限制了整個無線Mesh網路的容量。認知無線電技術的提出可以解決無線Mesh網路中有限的頻譜資源問題。認知無線Mesh網路就是將無線Mesh網路與認知無線電技術相結合的新型網路。 項目組對認知無線Mesh網路的網路容量分析進行了深入的研究。首先對基於柵格結構的認知無線Mesh網路模型進行容量分析，推導出其骨幹網和子網的容量閉式解，在此基礎上，項奔盛趨目組對基於規則拓撲的認知無線Mesh網路模型進行容量分析，提出了網路容量的閉式解。項目組在功率控制的基礎上，對信道分配、功率控制與路由選擇的聯合最佳化問題進行建紙定跨促模，然後利用遺傳退火算法求解該問題，從而提出了一種聯合功率控制、信道分配的路由算法JPCRA，該算法能夠完成尋路、信道選擇和功率選擇，實現公平性的最佳化。作為異構認知網路路由的基礎，項目組研究了異構認知網路路由中的網路選擇與頻譜分配問題，提出了基於模糊神經網路面向節能的異構網路選擇方案以及套用種群多樣性二進制蛙跳算法實現機會頻譜分配的算法，進而提出了無線Mesh網路中多射頻多信道的機會路由機制。該機制根據多射頻多信道的特性，分析了在信道分配約束的條件下，機會路由的轉發傳輸問題，然後推導出多射頻多信道機腳墊霸會路由協定的端到端最優信道分配投遞率（End-to-End Optimal Channel Assignment Delivery Probability，EEOCADP）的信道分配良鞏習算法。並根據相關約束條件將端到端投遞率的最大值問題轉化為尋找實現最大端到端投遞率的最佳信道分配方案。