无线多跳网络中多径路由与CSMA协议联合优化

为了提高无线多跳网络中端到端的吞吐量,文章提出了一种多径路由与载波侦听多路访问(carrier sense multiple access,CSMA)协议联合的链路接入强度可调节的多径路由(link-access-intensities adjustable multi-path routing,LAMR)优化方案,该方案通过调整路由层多路径流量分配与介质访问控制(media access control,MAC)层协议参数设置来最大化数据流端到端的吞吐量。采用理想CSMA网络(ideal CSMA network,ICN)模型来分析MAC层链路吞吐量性能,构建路由层与MAC层联合优化的系统吞吐量最大化模型(maximum system throughput model,MSTM),用以刻画无线多跳网络中的路径选择、流量分配以及MAC层协议参数设置对链路吞吐量的影响;运用最优化工具求解得到数据流在多条路径的流量分配方案以及各链路的接入强度设置。仿真结果表明,与现有方案相比,LAMR方案平均可以提升21.3%的系统吞吐量,说明多径路由与CSMA协议的联合优化设计可以大幅提升无线多跳网络的吞吐量性能。