无线MESH网协同组播中继技术研究及其性能分析

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无线Mesh网络(WMN)作为城域宽带部署在不同地点场景下扩展无线覆盖范围的有效手段,为终端用户提供了高质量的无线服务。而组播(Multicast)是将数据信息同时发送到一组用户中的有效传输方式。随着多媒体应用以及内容分发技术的日益普及,如何在WMN部署中设计高效的组播通信方式已成为目前的一大研究热点。特别是近年来协同通信技术的发展,为无线组播策略的研究引出了一个新的方向。协同通信技术利用无线信道的广播特性和多用户协同来获取组播增益和多用户分集增益,被认为是对抗信道衰落的有效技术。如何更好地利用协同通信技术提高无线组播的传输质量与传输范围,也受到业界学者越来越多的关注。本论文围绕协同通信技术在WMN网络组播通信传输中的应用进行深入的研究。主要工作如下:(1)研究AF与DF协同中继策略,从误码率的角度分析其性能,并对理论推导进行仿真验证,为后续的组播中继技术研究奠定了理论基础。(2)研究了能量有效中继选择算法在两级协同组播策略中的应用。两级协同组播策略将每次组播过程分为两个阶段:第一阶段接收成功的用户,在第二阶段作为中继帮助其他用户接收数据。论文重点分析了第二阶段参与协同的中继数目对组播功率开销的影响,并在此策略中加入能量有效中继选择算法。通过仿真对比看到,引入此中继算法后,在不牺牲组播系统吞吐量的同时,可以大幅降低两级协同组播策略的功率开销。(3)研究分析了分布式协同组播中继选择算法在WMN网络中的适用性。本文以WMN组播服务覆盖范围与中继开销作为评价标准,分别分析了分布式算法在组播用户静止与组播用户移动两种场景下的性能,并与集中式算法作比较。通过仿真结果可以看到,在移动场景下,分布式协同组播中继选择算法在传输的可靠性方面明显优于集中式算法,更适合于在WMN网络中应用。综上,论文针对协同组播技术所面临的功耗与覆盖范围问题,研究了不同组播中继选择算法对协同组播传输性能的影响,并进行了仿真对比。对于未来WMN中协同组播通信传输技术的商用有着实际意义。
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