远距离WLAN Mesh网络关键技术研究

结合申请人在WLAN Mesh网络技术方面的前期研究基础和该学科的最新成果，探索影响远距离WLAN Mesh网络性能的关键因素，揭示远距离与WLAN Mesh网络连通性、业务传输性能之间的内在关系，解决远距离WLAN Mesh网络连通性脆弱、业务传输性能低的问题。包括：基于层次化与跨层联合优化的远距离WLAN Mesh网络性能分析建模；联合功率、空分（定向多天线与方向分割的空间重用）与频分（多信道）的远距离WLAN Mesh网络智能拓扑构建算法；基于多相机制（Multi-phase）、支持业务突发、兼容CSMA/CA的高品质TDMA-like MAC协议设计。建立远距离WLAN Mesh网络协议设计与优化、性能分析研究的实验平台，取得原创性的科研成果，为基于远距离WLAN Mesh网络实现城域与偏远区域网络接入服务提供科学依据。本课题对进一步研究高品质城域级无线Mesh网络具有重要意义。

项目结合申请人在WLAN Mesh网络技术方面的前期研究基础和该学科的最新成果，着重探索影响远距离WLAN Mesh网络性能的关键因素，从本质上揭示了远距离与WLAN Mesh网络连通性、业务传输性能之间的内在关系，以解决远距离WLAN Mesh网络连通性脆弱、业务传输性能低的问题。在项目组全体成员的共同努力下，完成了预定的研究任务，同时对认知无线Mesh网络中的干扰控制、无线传感器网络中相关的前沿问题进行了尝试性的研究，取得了一系列的研究成果。主要工作包括：.（1）基于层次化与跨层联合优化的远距离WLAN Mesh网络性能分析建模：对多跳、多速率、噪声干扰下语音、视频与数据等不同类型的业务的吞吐量、公平性等系统性能进行了分析，并着重对实时业务的端到端丢包率、端到端时延性能进行分析；对远距离WLAN Mesh网络中的速率控制技术进行了研究：在性能分析的基础上，提出了一种具有QoS意识的速率控制机制QARC；对WLAN Mesh网络中影响系统性能的关键因素进行了量化研究：在QARC算法的基础上，提出了以最优化WLAN Mesh网络系统吞吐量为目标的智能速率控制技术。.（2）联合功率、空分（定向多天线与方向分割的空间重用）与频分（多信道）的远距离WLAN Mesh 网络智能拓扑构建算法：在同时考虑信道多样性与空间重用率的前提下，提出了一种功率有效的空间重用信道分配机制以及一种简单的启发式算法；在定性和定量分析远距离等因素之间的内在关系的基础上，提出了一种基于自适应优化的路由算法AOU。.（3）基于多相机制（Multi-phase）、支持业务突发、兼容CSMA/CA 的高品质TDMA-like MAC 协议设计：在兼容现有分布式的CSMA/CA MAC协议的前提下，采用多相机制（Multi-phase）提出了一种具有一定认知功能的T-MAC协议.。.（4）建立了远距离WLAN Mesh 网络协议设计与优化、性能分析研究的仿真平台，集成并实现了相关算法，并对系统性能进行了深入的分析。.相关成果在国内外学术期刊上发表(录用)学术论文16篇，其中SCI论文11篇，EI论文3篇，已申请国家发明专利1项，获省部级优秀学术论文奖3项，与合作单位联合培养博士研究生1名，硕士研究生1名。本课题的研究对进一步研究高品质城域级无线Mesh网络具有重要意义。