【摘 要】
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随着无线通信技术的发展,人们追求高效而灵活的通信方式去利用有限的信道资源。无线自组网技术凭借其自组织、自愈、强抗毁等一系列特点,是目前无线通信中的热门研究方向。其中多接口多信道技术虽然有效的提高了网络吞吐量,但同时也复杂化信道分配问题。如何通过合理的为网络中各节点分配信道,减少网络间干扰,是所设计信道分配技术研究要点。课题研究的是多接口多信道自组网中分布式信道分配技术,所提及的分布式是广义上的分布
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随着无线通信技术的发展,人们追求高效而灵活的通信方式去利用有限的信道资源。无线自组网技术凭借其自组织、自愈、强抗毁等一系列特点,是目前无线通信中的热门研究方向。其中多接口多信道技术虽然有效的提高了网络吞吐量,但同时也复杂化信道分配问题。如何通过合理的为网络中各节点分配信道,减少网络间干扰,是所设计信道分配技术研究要点。课题研究的是多接口多信道自组网中分布式信道分配技术,所提及的分布式是广义上的分布式,不仅包括无中心节点,不需要获取网络的全局信息的信道分配技术,也包括适合使用种群进行分布式计算的信道分配技术。本文首先介绍并分析了多接口多信道无线自组网的特点,并对比与分析现有信道分配算法,奠定了后续算法研究设计的理论基础。针对同构与异构网络分别提出针对性的信道分配算法,本文具体工作及创新包括:针对多接口多信道自组网提出了相应的基于二进制粒子群优化的吞吐量最大化（Binary Particle Swarm Optimization based Throughput-Maximized,BPSOTM）信道分配算法。BPSOTM 算法中,通过设计针对性的适应度函数以及信道融合方式,节点能合理利用网络中信道资源,在保证连通性的前提下有效的减少网络中的干扰,从而提高网络的吞吐量性能。算法还改进了粒子的速度迭代方式来优化种群的寻优过程。利用Matlab对BPSOTM算法进行仿真实现。仿真结果表明,BPSOTM能充分利用资源从而减少网络中节点通信时受到的干扰,BPSOTM较所对比的其他信道分配算法在节点吞吐量方面有10%以上的性能提高。针对异构多接口多信道自组网提出了相应的联合异构网络与干扰感知博弈信道分配（Joint Heterogeneous network and Interference-aware Game Based Channel Allocation,JHIGBCA）算法。在JHIGBCA算法中,博弈论NE解是保证信道分配方案稳定的前提,满足了节点“自私”性。算法通过针对性设计博弈的效用函数,使节点在选择信道时能在考虑信道带宽异构性基础上合理利用信道资源,信道分配后节点获得传输速率明显提高,从而有效提高了网络的吞吐量性能。利用Matlab对JHIGBCA算法进行仿真实现。仿真结果表明,JHIGBCA算法能在充分考虑信道带宽异构性基础上合理利用网络中信道资源,从而尽可能提高节点传输速率,相比于其他对比算法,JHIGBCA算法有超过15%以上的节点吞吐量性能提升。
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