[發明專利]一種實現無線Mesh網絡最大吞吐率方法

有效

• 申請號: 201611190627.3
• 申請日: 2016-12-21
• 公開（公告）號: CN106856618B
• 公開（公告）日: 2019-05-31
• 發明（設計）人: 范子樵;朱潔;劉濤
• 申請（專利權）人: 陜西尚品信息科技有限公司
• 主分類號: H04W40/02
• 分類號: H04W40/02;H04W40/12;H04W40/16;H04W40/18;H04W84/18
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本發明公開了一種實現無線Mesh網絡最大吞吐率方法。該方法在無碰撞調度的條件下尋找提高總路由吞吐量的額外路徑，然后通過空間復用時隙來評估路由吞吐量，最終找到最大的路由吞吐量。在預先規定好的路由路徑流的約束下，本發明在確保無線Mesh網絡在一次干擾和二次干擾下無碰撞傳輸的同時，路徑分配更多時隙，找到提高吞吐量的路由路徑。時間復雜度比窮舉算法更低。

技術領域

本發明涉及通信技術領域，尤其涉及一種實現無線Mesh網絡最大吞吐率方法。

背景技術

無線Mesh網絡是由無線路由器組成的多跳網絡。主要由無線路由節點、接入點和用戶節點組成。因其易于部署，成本較低等特性，無線Mesh網絡最初被開發應用于戰爭和自然災害等需要快速部署通信網絡的情景，又被應用于解決“最后一公里”網絡問題。盡管無線Mesh網絡具有許多優點，但無線Mesh網絡對時變的業務傳輸能力較差。因此，有必要設計一種提高無線Mesh網絡的傳輸能力的方法。

提高網絡傳輸能力具體體現在，在盡可能短的時間里以盡可能高的傳輸速率實現信息傳輸，也就是提高單位時間內的信息傳輸速率，即吞吐率。目前已經有很多針對Mesh網絡算法的研究來實現高效路由，這些算法大都是通過使用路由算法來尋找高吞吐率的路徑從而提高無線Mesh網絡的路由吞吐率。然而現行無線Mesh網絡路由方案存在只考慮一次干擾而忽視二次干擾、只優化了每對節點間的單一最佳路徑等不足。需要注意，一次干擾指在任何時間間隔內，每個節點僅可以與至多一個節點通信。二次干擾指不同節點間通信產生的干擾。當兩個或更多的傳輸短時間內或同時在空間中傳輸，二次干擾發生。傳輸的接收者受到另一個同時傳輸的發送者的干擾。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的在于提出一種無線Mesh網絡中最大化吞吐率的方法。該方法在無碰撞調度的條件下尋找提高總路由吞吐率的額外路徑，然后通過空間復用時隙來評估路由吞吐率，最終找到最大的路由吞吐率。

為實現上述目的，本發明的技術方案包括如下：

一種實現無線Mesh網絡最大吞吐率方法，包括以下步驟：步驟一：建立無線Mesh網絡拓撲結構；步驟二：確保無線Mesh網絡的無碰撞傳輸；步驟三：確定路由路徑；步驟四：基于空間復用的時隙分配；步驟五：尋找額外路徑來提高吞吐率。

進一步根據所述實現無線Mesh網絡最大吞吐率方法，步驟一中建立無線Mesh網絡拓撲結構，按如下步驟進行：

(1-1)建立全向無線傳播的無線Mesh網絡，并用無向無環簡單圖G＝(R,L)表示，R是節點的集合，L是節點間路徑的集合，網絡中所有節點均為靜態且不移動；R_i表示Mesh網絡中的節點，R_i∈R；l_ij表示節點R_i到節點R_j(1≤i,j≤|R|,i≠j)間的傳輸路徑，l_ij∈L；c_ij表示l_ij的路徑容量，即該路徑單位時間內所能傳輸的信息量，也稱為傳輸速率，單位為bit/s(bps)；

(1-2)建立時隙集合T，所述無線Mesh網絡中，有k個時隙，用t₁,t₂,…,t_k表示，組成時隙集合{t₁，t₂，…，t_k}；表示節點R_j在時隙t_k內接收到的來自節點R_i的信息，的單位為bits；

在無線Mesh網絡中，假設只有發端節點Rs可創建數據包，且發端節點總有數據包可傳輸，不考慮收端節點收到重復的數據包，同時假設節點使用MAC協議實現數據傳輸，則無線Mesh網絡傳輸標準為IEEE制定的802.11a/b/g，從而實現多速率傳輸。

進一步根據所述實現無線Mesh網絡最大吞吐率方法，步驟二中確保無線Mesh網絡的無碰撞傳輸；