無線Mesh網(wǎng)絡中公平性問題研究.pdf

1、無線Mesh網(wǎng)絡MAC協(xié)議沿用了IEEE802.11 DCF機制,采用帶沖突避免的載波偵聽多址訪問(CSMA/CA)。DCF機制主要適用于單跳機制,因而無線Mesh網(wǎng)絡的多跳機制在帶來網(wǎng)絡健壯性好、可靠性高等優(yōu)勢的同時也導致了網(wǎng)絡出現(xiàn)隱藏/暴露終端、節(jié)點流的競爭甚至遠端節(jié)點“餓死”等一系列不公平性問題。
　　網(wǎng)絡出現(xiàn)節(jié)點的不公平現(xiàn)象的根源在于其物理位置。首先,網(wǎng)絡中的任意節(jié)點之間可以互連,節(jié)點都具有路由轉(zhuǎn)發(fā)功能。節(jié)點內(nèi)部存在兩種數(shù)

2、據(jù)流:自身流和轉(zhuǎn)發(fā)流,轉(zhuǎn)發(fā)流因自身流優(yōu)先進入節(jié)點隊列而被推遲發(fā)送或丟棄,使被轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的節(jié)點得不到公平的信道資源。因此節(jié)點能否公平享有網(wǎng)絡資源在于節(jié)點內(nèi)部自身流與轉(zhuǎn)發(fā)流的平衡問題。針對該情況,一種多級隊列動態(tài)調(diào)度機制(DSNQ)在本文中被提出。該機制實現(xiàn)簡單,將節(jié)點的數(shù)據(jù)流進行分組,既將節(jié)點的自身流與轉(zhuǎn)發(fā)流進行分級,又通過賦予不同的隊列長度以動態(tài)適應網(wǎng)絡節(jié)點數(shù)目變化。在不同的數(shù)據(jù)隊列中進行動態(tài)調(diào)度,以實現(xiàn)不同節(jié)點的公平發(fā)送機會。通過OPN

3、ET仿真驗證了多級隊列動態(tài)機制的有效性。位于網(wǎng)絡不同位置的節(jié)點接入時延相近,整個WMN網(wǎng)絡的平均吞吐量提升約10％,表明該機制實現(xiàn)了不同節(jié)點尤其是遠端節(jié)點接入信道的公平性,改善了網(wǎng)絡整體性能。
　　多級隊列動態(tài)調(diào)度機制緩解了節(jié)點處的不公平性,但無線Mesh網(wǎng)絡中的節(jié)點還受網(wǎng)絡位置和承載通信業(yè)務量的影響而不能公平共享信道資源。為此,本文提出競爭鄰域的概念,引入網(wǎng)絡節(jié)點的跳數(shù)及競爭終端數(shù)目兩個關鍵因子,提出無線Mesh網(wǎng)絡中的公平性參