使用定向天线的无线Mesh网络部署研究

摘要

无线Mesh网络(WMN)是一种与传统无线网络不同的新型高容量、高速率的分布式宽带无线网状网络，也被称为“多跳(multi-hop)”网络。在无线Mesh网络中使用定向天线来部署网络节点是一种有效降低干扰、增加网络吞吐量的方法。在现有的部署研究中，考虑到定向天线的昂贵价格，以及节点处多条天线带来的自身干扰等问题，减少天线使用数量、降低天线自身干扰一直是使用定向天线的无线Mesh网络实际部署研究中的主要目的。现有的研究在减少天线使用数量时对节点处接入用户的QoS需求没有进行考虑，而一个完善的网络需要保证用户的接入带宽需求，提供给接入用户需要的服务质量。
　　 本文首先在分析了无线Mesh网络引入定向天线后发生的主要改变提出一个可用于用户QoS需求分析的吞吐量计算方程式，该计算方程式可用于计算用户在AP处的实际接入需求。然后分析了现有使用定向天线的无线Mesh网络部署模型存在的优缺点，结合用户QoS分析，提出了一个基于用户QoS分析的无线Mesh网络部署优化算法，该算法在保证网络连通性的前提下，降低网络AP节点处的定向天线数量同时保证了用户的接入宽带需求。最后通过实验仿真，证明了基于用户QoS分析的方法可以在实际部署中保证用户接入需求的同时减少网络中节点处定向天线数量，使得网络部署成本减少、节点处天线自身干扰降低。
　　 基于用户QoS计算分析的网络部署优化是一种崭新的研究方法，它给无线Mesh网络部署研究中带来了新的思路和解决方法，具有科学创新意义和研究价值。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 论文的研究背景

1．2 国内外当前研究现状

1．3 论文主要内容及结构

第二章 无线Mesh网络与定向天线的概述

2．1 无线Mesh网络

2．1．1 无线Mesh网络的概念

2．1．2 无线Mesh网络的结构

2．1．3 无线Mesh网络与传统无线网络的区别

2．1．4 无线Mesh网络的优点

2．2 定向天线

2．2．1 定向天线简介

2．2．2 定向天线与全向天线的差异

2．2．3 定向天线的优势与带来的问题

2．3 本章小结

第三章 使用定向天线的无线Mesh网络用户吞吐量分析方法

3．1 问题的提出

3．2 IEEE802．11协议下的分布式协调功能传输机制

3．3 用户吞吐量分析计算

3．3．1 数据包传输概率

3．3．2 吞吐量分析计算

3．4 定向天线引入后的改变

3．5 基于定向天线的无线Mesh网络用户吞吐量计算方程式

3．6 实验数据分析

3．7 本章小结

第四章 基于用户QoS分析的网络部署优化算法

4．1 基于拓扑控制的相关无线Mesh网络部署研究

4．2 基于用户QoS分析的网络部署优化算法

4．2．1 网络模型

4．2．2 用户QoS分析方法

4．2．3 算法描述

4．3 实验仿真及分析

4．4 本章小结

第五章 工作总结及研究展望

5．1 全文总结

5．2 研究展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间的主要研究成果