《MIMO多跳無線網路信道分配算法與跨層最佳化機制》是依託武漢理工大學，由李方敏擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：MIMO多跳無線網路信道分配算法與跨層最佳化機制
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：李方敏
- 依託單位：武漢理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
重點研究多跳無線網路MIMO信道分配算法和層間最佳化機制以提升其實際套用效率和整體性能。擬採用空時信號處理技術與跨層設計方法，針對高層的路由與分組調度和底層的信道分配算法脫節的問題展開研究，設計其整體最佳化架構；分析MIMO物理層技術對信道分配的影響，建立MIMO多信道/多接口調度模型；結合業務流QoS和物理層可用信息，緊密聯合網路層和MAC層提出分散式動態MIMO信道分配算法和跨層調度策略；最佳化網路層路由算法，建立層間最佳化模型。基於以上研究，從實用化的角度，提出自適應調整的MIMO信道動態最佳化算法及跨層協定架構，並通過仿真和實際測試平台對其進行評估與改進以得到最最佳化實用方案。.通過本項目的研究，可望在理論上揭示多天線多信道環境最佳化的信道分配算法對上層協定的性能影響機理，闡明高層與底層的互動關係，在此基礎上建立精確的仿真分析模型，在套用上能根據具體需求快速建立整體性能最佳化的網路拓撲。
結題摘要
本項目的研究完全按項目申報書暨計畫書設定的研究內容和研究計畫進行，取得了預期的成果。包括：(1)在本項目研究中，課題組分析了多跳無線網路中MIMO技術對網路體系架構及各層次協定的影響，歸納和總結了基於MIMO的多跳無線網路所面臨的關鍵問題；(2)針對混合業務流研究套用背景，研究MIMO組播技術和MIMO多信道動態配算法，通過建立MIMO無線MESH網路中多組播流環境下組播路由吞吐量最最佳化的線性規劃，和最小化擁塞強度的網路頻寬分配問題的線性規劃，以及對組播路由最佳化子問題的研究和分析，提出了相應的最佳化模型，設計了一種增強型MIMO無線MESH網路組播路由協定MAODV-MR；(3)通過對新型MIMO媒質接入策略的分析，研究和設計了多信道多接口同步媒質接入方法，設計了一種適用於Ad Hoc網路的多信道多接口同步媒質接入（MCMI-SMAC）策略，從而充分利用接口和信道資源，增強網路性能；(4)通過對MIMO隱藏終端問題的分析，考慮業務流QoS特性，以視頻流圖像為業務對象，提出了一種基於統計鏈路負載的混合信道分配算法SLL-HCA，並將其與AODV路由算法結合加以實現；進一步研究，考慮了協定棧中的三層：套用層、數據鏈路層以及物理層，提出了一種由高效的信道分配策略和自適應前向糾錯機制組成的自適應跨層算法，以實現實時視頻流在MIMO網路中的可靠傳輸；(5)針對特殊環境的MIMO網路容量界限進行基礎理建模與研究，首次針對無線MIMO移動通信環境、節點配備定向天線以及MPR(Multiple Packet Reception)多包接收技術，構建了MIMO網路數學模型進行容量分析，推導了出相應的容量上下界；（5）針對虛擬MIMO的多中繼協作通信和資源最佳化問題，我們以多中繼多用戶OFDM通信系統為網路背景，針對實時流量和非實時流量並存的網路場景，研究能提供實時流量QoS保證的射頻資源分配策略；針對OFDM雙路徑中繼系統，提出了高效的資源分配策略；（6）建立MIMO仿真實驗平台和硬體試驗平台，並從實際套用的角度，展開多跳無線網路在諸如礦井和智慧型控制上的套用研究。本項目的研究工作和取得的主要成果均反映在已公開發表或錄用的論文。
