1 引言
近年来，无线mesh 网络（wireless mesh network，wmn）以其特有的优势引起了人们的广泛关注，成为研究的热点[1]。现有的无线网络协议（如802.11）提供了若干个互不干扰的信道，即这些信道可以同时在同一个范围内使用而不会造成干扰[2]。通过在无线mesh 网络中应用多信道，可以提高系统吞吐量，改善网络性能。
2 无线mesh 网络多信道mac 协议
无线 mesh 网络是一种高容量、高速率和分布式网络。它具有多跳、自组织和自愈合的特点[3]。传统的多跳无线网络大部分都是由单网卡节点组成的，当前的无线mesh 网络，基本上也是采用单信道mac 协议，限制了整个网络数据传输速率与网络容量，不能满足人们日益增长的需求。在无线mesh 网络中，通过使用多信道mac 协议，使不同的节点在不同的信道上同时通信，可以有效的减少碰撞和干扰，从而提高系统的吞吐量。
如图 1 所示，根据不同的硬件平台，多信道mac 协议可分为单接口多信道和多接口多信道。单接口多信道协议节点只有一个接口，任一时刻每个网络节点上只能有一个活跃的信道。但不同的节点可以同时工作在不同的信道上，这样就增加了系统容量。如何协调mesh 节点在多信道的条件下工作，是多信道单接口mac 协议的研究重点。而且节点通信时需要来回切换信道，信道切换产生的时延会导致系统性能下降。此类协议的典型代表是mmac 协议和ssch 协议。多接口多信道mac 协议每个网络节点配置多个接口，每个接口带有独立的mac 层和物理层，可使用不同的频段，节点在这些频段上的通信是完全独立的，可以同时进行。dca（dynamic channel assignment）、mup（multi-radiounification protocal）、pcam（primary channel assignment based mac）可归入这种类型[4]。
3 信道分配策略
本文提出了一种混合信道多信道协议hmcp，它假定网络中每个节点有m 个接口（m≥2），但每个节点的接口总数始终少于信道总数。假设节点上有f（1≤f＜m）个接口为“固定的”接口，分配给这些接口的信道也是固定的。节点上固定信道是基于平衡两跳范围内邻节点的固定信道来分配的。其余的信道则动态的分配给其他m-f 个接口，这些接口称为“可换接口”，这些信道间是可以相互切换的。任何节点间的通信都必须在固定信道上进行，因为这样才能保证节点能够监听到消息。如果节点s 想要给节点d 发送消息，首先节点s 会检测它是否与节点d 共享一条固定信道。如果是，节点s 会在此接口连接的固定信道上发送消息给节点d。如果两个节点不在同一条固定信道上，节点s 则需要通过可换接口切换到节点d 的一条固定信道上去，然后再开始通信。当邻节点d 有多个固定收发器的时候，我们可以加一些智能算法让节点s 检测使用哪个固定信道与节点d 通信。
hmcp 简化了需要提前知道信道切换表再在节点间进行协调的过程。每个节点仅仅需要知道与之通信的节点的固定信道即可。混合信道的分配策略也具有信道动态分配的优点，比如说，任何节点能够在任意时间内访问任何信道。同时，该协议保持了固定信道分配策略的简明性，舍弃了可换信道切换策略的复杂性。该信道分配策略的一个主要问题就是增加了广播开销。广播消息需要在节点的所有信道上发送。这样，这个节点周围的所有节点都能收到广播消息。因此，当一个节点要发送一条广播消息时，它会通过固定接口发送一条广播消息的副本到固定信道上。同时，它一个一个发送广播消息的副本到可换接口的各个信道上。共4页，当前第1页1234
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