多信道协同的无线移动自组织网络跨层协议研究

无线移动自组织网络将与无线移动蜂窝网络、无线局域网、无线网状网共同演进，构成下一代无线移动通讯系统。然而，网络容量已成为制约无线移动自组织网络发展的瓶颈问题。本项目将采用网络流理论建立多源多汇、多信道、多网卡的无线自组织网络容量模型；提出满足多项式求解时间的模型求解算法，从理论上分析容量的受限因素；在此基础上，探索自组织网络环境中多信道"协同链路"与"协同路径"的协同模式、增益、代价与鲁棒性，提出高效、分布式、协同的信道分配方案；设计支持多信道协同的多址协议，设计支持多信道协同的跨层协议，高效利用网络资源的，适应网络的大规模应用。通过理论分析和仿真验证上述协议的有效性。构建演示验证平台，验证跨层协议的性能。 研究成果将为拥有自主知识产权的下一代网络协议提供支持。

项目研究的目的是探索多信道无线移动自组织网络的核心基础技术，建立与分析多信道网络容量，寻求高效的资源分配方案并设计多信道协同跨层协议，以实现高的网络性能，为下一代移动通信标准提供必要的技术支持。课题取得如下研究成果：在网络容量模型的建立与分析方面，给出了基于节点队列稳定性的网络最大吞吐量分析方法，用于求解不同业务负荷环境状态下网络可达吞吐量；提出了一种基于博弈论的分布式信道分配方案，分析了该方案可达网络吞吐量，证明了纳什均衡解的存在性与唯一性；针对业务到达的随机特征，提出了基于业务QoS保障的信道资源定价机制，最大化基于QoS保障的网络吞吐量；针对多播业务需求，提出了基于最大化多播吞吐量的跨层资源配置算法。在资源分配方面，提出基于公平性和QoS需求保障的多网卡多信道网络资源分配机制；将自组织网络作为接入网，综合考虑用户的移动性与业务负荷，提出了异构网络的资源分配方案；针对流媒体业务的弹性特征，设计了基于业务QoS保障的资源分配方案。在协议方面，提出了基于五阶段预约的改进MAC协议，进行资源的配置；设计并实现了多信道多网卡自组织网络验证平台，验证了部分算法的效能。