無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)中基于離散粒子群優(yōu)化的信道分配算法

摘 要： 無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)中配置多接口Mesh路由器并使用多信道可有效增加網(wǎng)絡(luò)容量并降低干擾。信道分配問(wèn)題已被證明是一個(gè)NP難題。信道分配的目的是將可用信道分配到通信鏈路以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)干擾最小的目標(biāo)。針對(duì)多接口多信道無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)中的信道分配，提出了基于粒子群優(yōu)化（PSO）算法。在實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，通過(guò)增加交叉操作將其改進(jìn)為離散粒子群優(yōu)化（DPSO）用以處理信道分配這一離散問(wèn)題。同時(shí)，引入了信道合并過(guò)程用以消除違背接口約束情況。通過(guò)仿真試驗(yàn)并與Tabu?Based算法對(duì)比，該算法能有效降低網(wǎng)絡(luò)干擾并提升網(wǎng)絡(luò)性能。

主題詞： 無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)； 多接口多信道； 信道分配； 離散粒子群優(yōu)化算法

中圖分類(lèi)號(hào)： TN911?34； TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1004?373X（2013）08?0031?04

0 引 言

無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)（Wireless Mesh Networks，WMN）作為下一代寬帶接入的關(guān)鍵技術(shù)，由于具備動(dòng)態(tài)自組織、自配置的優(yōu)勢(shì)，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)可以自動(dòng)建立和維護(hù)，具備低投入、易維護(hù)、安全性強(qiáng)，覆蓋范圍廣而引起業(yè)界和學(xué)術(shù)界極大的研究興趣。WMN中一個(gè)重要的設(shè)計(jì)目標(biāo)是使容量最大化，但無(wú)線干擾嚴(yán)重限制了多跳無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)容量。采用多接口多信道能改進(jìn)網(wǎng)絡(luò)容量，如何給接口或鏈路分配信道依然是一個(gè)復(fù)雜的問(wèn)題，許多文獻(xiàn)都對(duì)信道分配問(wèn)題進(jìn)行了探討。

粒子群優(yōu)化（Particle Swarm Optimization，PSO）算法是1995年由J.Kennedy博士和R.Eberhart博士基于對(duì)鳥(niǎo)群、魚(yú)群捕食行為的模擬而提出的群智能優(yōu)化算法。信道分配問(wèn)題是一個(gè)離散優(yōu)化問(wèn)題，雖然傳統(tǒng)的PSO算法并不適合求解離散問(wèn)題，但通過(guò)將其位置和速度更新公式進(jìn)行改進(jìn)后，其求解離散優(yōu)化問(wèn)題的效果也比較明顯。……