无线Mesh网络的部署及优化关键问题研究

无线Mesh网络主要解决Internet的接入问题，在"最后一公里"的无线接入系统中具有广泛地应用前景。本项目主要研究内容包括：（1）基于Voronoi划分的无线Mesh网络优化部署方案；（2）多网关无线Mesh网络选播通信模型研究，解决无线Mesh网络网关的选取问题；（3）启发式多网关无线Mesh网络选播QoS路由算法研究，提出以网关选播组为目的地址的多目标多路径选播路由算法和QoS保障机制，以提高无线Mesh网络的吞吐量、负载均衡与容错等能力；（4）基于多网关协作机制的负载均衡调度算法研究，提出多网关协作机制以及能够配合QoS选播路由协议使用的高效负载均衡调度算法，以便更好地提升无线Mesh网络的Internet接入性能。本课题研究的开展，对提升无线Mesh网络的性能，推动无线Mesh网络的实际应用有着较大的现实意义，在理论上也具有极强的研究意义。

无线Mesh网络（Wireless Mesh Network，WMN）主要解决Internet的接入问题，在"最后一公里"的无线接入系统中具有广泛地应用前景。课题主要围绕WMN网络的部署及优化问题进行研究。在WMN网络的优化部署、多网关选取、QoS路由算法、网关负载均衡调度算法等方面取得较好的成绩。本项目的主要研究成果主要体现在以下方面：（1）在WMN网络的优化部署方面，综合考虑地形、用户QoS需求、信道干扰、部署费用等问题，建立一个WMN网络的部署模型，提出了基于Voronoi划分的优化部署方案，然后结合定向天线的传输特点对WMN网络骨干网拓扑结构进行优化，提出一种新的基于定向天线技术和Delaunay图形的WMN骨干网部署优化模型和优化算法，为WMN的优化部署问题提供了新方法；（2）在WMN网络网关的选取方面，建立了一种基于选播机制的WMN网络网关选取模型，提出了基于最小时延的WMN网络网关选取路由算法，为解决WMN网络网关的选取问题提供了新的模型和方法；（3）在WMN网络QoS路由算法方面，提出了以网关选播组为目的地址的多目标多路径选播路由算法，从而提高了WMN网络的Internet接入性能和QoS保障能力；（4）在网关负载均衡调度方面，建立了WMN网络信道容量分析模型，提出了基于最大流的WMN网络负载均衡信道分配算法，提出了一种支持QoS的自适应业务接入队列算法，提出了一种基于M/M/1模型的无线Mesh网络网关队列模型及其优化方案，为WMN网络的相关负载性能的理论分析工作提供基础工具和方法。本课题研究的开展，对于丰富WMN网络理论分析领域的内容，提升WMN网络的性能，推动WMN网络的实际应用有着较大的现实意义，在理论上也具有极强的研究意义。针对技术发展变化，课题组扩展研究了WMN网络的网关拥塞控制问题，研究了WMN网络可用带宽估计方法，研究了WMN网络上下行带宽公平性定义与相关算法，研究了无线传感网中基于自适应概率广播的数据保存方法，研究了基于蚁群优化、粒子群优化和遗传优化算法融合的多QoS选播路由算法等。此外，培养硕士研究生14名，共发表论文44篇，SCI收录2篇，EI收录17篇，国内核心刊物19篇，承办国际会议3次，国内会议1次，资助参加国内外会议14次。