基于干扰感知的多接口无线mesh网络信道分配算法

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1、基于干扰感知的多接口无线Mesh网络信道分配算法摘要：针对无线Mesh网络因受部署在本地的其他网络干扰而导致的传输能力下降的问题，设计了一种基于干扰感知的多接口动态信道分配算法予以克服。同时采用链接重建的方法避免传输中的数据流因信道改变而被破坏的问题。通过实验仿真，证明在复杂电磁环境下，该算法能有效降低网络干扰，保证网络服务质量。关键词：无线Mesh网络；干扰感知；多接口；链路重建中图分类号：TN915?34文献标识码：A文章编号：1004?373X（2014）14?0024?04Interferen

2、ce?awarebasedchannelassignmentalgorithmformulti?interfacewirelessMeshnetworksWANGZi?fan，LIUZuo?xue，DAIJian?mei（EquipmentAcademyofPLA，Beijing101416，China）Abstract：Aninterference?awarebasedchannelassignmentalgorithmispresentedinthispapertosolvetheproblemt

3、hatthetransmissioncapacityofwirelessMeshnetworksdeclinesduetothe8interferencefromothernetworksdeployedinthesamearea.Amethordoflinkreconstructionisusedtopreventdataflowdisruptioncausedbychannelchange.Thesimulationexperimentresultsdemonstratethatthealgori

4、thmcaneffectivelyreducethenetworkinterferenceinacomplexelectromagneticenvironmentandassurethequalityofnetworkservice.Keywords：wirelessMeshnetwork；interference?aware；multi?interface；linkreconstruction0引言静态部署的无线多跳网络被称为无线网状网（WirelessMeshNetworks，WMN）。P.Gup

5、ta等人研究发现，由于无线介质具有的半双工传输特性，会导致单信道无线网络的传输能力严重的下降[1]。同时随着WiFi热点日益密集，仅通过进行功率控制已无法满足频率复用的要求。动态信道分配方案以其高效的信道利用率和良好的信道自适应性，能够较好地避免网内数据流间的干扰。本文提出一种基于干扰感知的集中式多接口动态信道分配算法，着重解决因网内或网间干扰造成的传输能力下降问题。1系统模型8在无线Mesh网络中，用户终端通过网络提供的AP接入点实现网络接入的功能。图1所示的无线Mesh网络较传统网络引入了部分多射

6、频接口Mesh路由器（MR）。网络中单射频接口路由器（SR）装配有相同类型的射频接口，称为默认射频接口。MR至少有一个射频接口与SR的射频接口类型相同。为提高网络容量，MR应部署在位靠近网关节点的位置。信道分配服务器（CAS）部署在网关节点，作用是为多射频Mesh路由器的射频接口分配信道。图1中实线表示默认信道，点状线表示非默认信道。图1多射频接口无线Mesh网络结构2关键算法研究2.1干扰估计干扰估计的目标是周期性衡量每个Mesh路由器周边的干扰程度。干扰评估的过程可以描述为：Mesh路由器上每个射

7、频接口短时间内在各自的信道上获取数据包。路由器根据非预期MAC地址数据包的数量衡量干扰射频的数量和信道的使用情况。每个路由器根据评估的计算结果维护两组队列，第一组根据检测到干扰源的数量多少排序，第二组根据数据流占用信道带宽的大小来排序。Mesh路由器将两组排序进行融合并向CAS传递。2.2信道分配8本文提出的信道分配算法称为冲突距离扫描信道分配算法（InterferenceDistanceScanChannelAssignment，IDS?CA）。将信道与CAS的距离作为判定权值，进而构造多射频冲突图

8、（Multi?ratioConflictGraph，MCG）。CAS从Mesh路由器得到干扰估计的情况，为默认射频接口选择一条信道。默认信道的选择原则是选择与当地无线网干扰最小的信道。之后CAS使用IDS?CA算法为每个非默认的射频接口选择信道。（1）默认信道选择算法。CAS利用信道等级选择默认信道。默认信道等级为Rc，表达式为：[Rc=i=1nRankicn]式中：n表示WMN中路由器的数量；[Rankic]表示使用信道c的接口i的等级。Rc最低的信道