[发明专利]一种实现无线Mesh网络最大吞吐率方法

说明书

本发明公开了一种实现无线Mesh网络最大吞吐率方法。该方法在无碰撞调度的条件下寻找提高总路由吞吐量的额外路径，然后通过空间复用时隙来评估路由吞吐量，最终找到最大的路由吞吐量。在预先规定好的路由路径流的约束下，本发明在确保无线Mesh网络在一次干扰和二次干扰下无碰撞传输的同时，路径分配更多时隙，找到提高吞吐量的路由路径。时间复杂度比穷举算法更低。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种实现无线Mesh网络最大吞吐率方法。

背景技术

无线Mesh网络是由无线路由器组成的多跳网络。主要由无线路由节点、接入点和用户节点组成。因其易于部署，成本较低等特性，无线Mesh网络最初被开发应用于战争和自然灾害等需要快速部署通信网络的情景，又被应用于解决“最后一公里”网络问题。尽管无线Mesh网络具有许多优点，但无线Mesh网络对时变的业务传输能力较差。因此，有必要设计一种提高无线Mesh网络的传输能力的方法。

提高网络传输能力具体体现在，在尽可能短的时间里以尽可能高的传输速率实现信息传输，也就是提高单位时间内的信息传输速率，即吞吐率。目前已经有很多针对Mesh网络算法的研究来实现高效路由，这些算法大都是通过使用路由算法来寻找高吞吐率的路径从而提高无线Mesh网络的路由吞吐率。然而现行无线Mesh网络路由方案存在只考虑一次干扰而忽视二次干扰、只优化了每对节点间的单一最佳路径等不足。需要注意，一次干扰指在任何时间间隔内，每个节点仅可以与至多一个节点通信。二次干扰指不同节点间通信产生的干扰。当两个或更多的传输短时间内或同时在空间中传输，二次干扰发生。传输的接收者受到另一个同时传输的发送者的干扰。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提出一种无线Mesh网络中最大化吞吐率的方法。该方法在无碰撞调度的条件下寻找提高总路由吞吐率的额外路径，然后通过空间复用时隙来评估路由吞吐率，最终找到最大的路由吞吐率。

为实现上述目的，本发明的技术方案包括如下：

一种实现无线Mesh网络最大吞吐率方法，包括以下步骤：步骤一：建立无线Mesh网络拓扑结构；步骤二：确保无线Mesh网络的无碰撞传输；步骤三：确定路由路径；步骤四：基于空间复用的时隙分配；步骤五：寻找额外路径来提高吞吐率。

进一步根据所述实现无线Mesh网络最大吞吐率方法，步骤一中建立无线Mesh网络拓扑结构，按如下步骤进行：

(1-1)建立全向无线传播的无线Mesh网络，并用无向无环简单图G＝(R,L)表示，R是节点的集合，L是节点间路径的集合，网络中所有节点均为静态且不移动；R_i表示Mesh网络中的节点，R_i∈R；l_ij表示节点R_i到节点R_j(1≤i,j≤|R|,i≠j)间的传输路径，l_ij∈L；c_ij表示l_ij的路径容量，即该路径单位时间内所能传输的信息量，也称为传输速率，单位为bit/s(bps)；

(1-2)建立时隙集合T，所述无线Mesh网络中，有k个时隙，用t₁,t₂,…,t_k表示，组成时隙集合{t₁，t₂，…，t_k}；表示节点R_j在时隙t_k内接收到的来自节点R_i的信息，的单位为bits；

在无线Mesh网络中，假设只有发端节点Rs可创建数据包，且发端节点总有数据包可传输，不考虑收端节点收到重复的数据包，同时假设节点使用MAC协议实现数据传输，则无线Mesh网络传输标准为IEEE制定的802.11a/b/g，从而实现多速率传输。

进一步根据所述实现无线Mesh网络最大吞吐率方法，步骤二中确保无线Mesh网络的无碰撞传输；