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WMN网络中多信道数据回传和拥塞控制技术的研究

陈双林  
【摘要】:近年来,移动互联网的强势崛起促使着无线通信技术的快速发展。WiFi技术以其高带宽、低资费的优势逐渐成为了移动接入的第一入口。然而,传统的WLAN网络中WiFi热点必须通过有线链路接入以太网,无线信号只能覆盖单跳范围。WiFi Mesh网络是建立在WiFi技术基础上的一种分布式自组织无线网状网,它由多个通过WiFi链路相互连接的节点按照网状拓扑组成,每个节点都可以作为WiFi用户的接入点,同时能够转发其它节点的数据。因此,WiFi Mesh网络能将“无线热点”变为“无线热区”,完美解决传统WLAN网络难以快速部署,扩展覆盖面积的弱点,是未来WiFi技术发展的新方向。本文来源于一项与企业合作的适用于WiFi Mesh网络的AP原型样机研发项目。我们从提高网络吞吐率的角度对网络的MAC层协议进行了研究,研究重点在于多信道技术和拥塞控制技术。多信道技术可以有效降低网络中的信道竞争冲突概率,提高网络带宽利用率。拥塞控制技术则有助于缓解网络中的拥塞状况,降低包发送时延和丢包率。本文基于一套开源网卡驱动代码实现了适用于mesh数据回传场景的多信道传输功能和拥塞控制机制,并对其实际效果进行了测试分析,测试结果表明方案确实能够提高数据回传的吞吐率和缓解网络拥塞状况。本文总共分为六个章节。在第一章中,我们介绍了本文的课题背景,WiFi Mesh网络的基本概念和发展现状,以及本文的主要研究内容和章节安排。第二章重点介绍了如何在WiFi Mesh网络中使用多信道技术进行数据传输。我们参考了IEEE802.11s草案提出的公共信道框架,设计实现了按照时序图进行信道切换的方案,说明了其的关键技术和实现细节。在第三章中,我们对多信道数据传输的效果进行了测试分析。第四章的主题则是拥塞控制,我们在原有代码的基础上实现了一套基于数据流调度和令牌桶限速的拥塞控制机制。同样地,在第五章,我们也对拥塞控制方案的具体效果进行了测试。第六章是最后一章,总结了本文所做的工作,并指出了不足和未来需要努力的方向。


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