In order to fully utilize spectrum resource in wireless mesh networks (WMNs), we propose a combination of some popular communication techniques, including link scheduling, spatial reuse, power and rate adaptation and network coding (NC), to activate as many transmission links as possible during one scheduling period, so that the total scheduling length can be minimized and network throughput can be maximized. Different from previous studies, we consider the interplay among these techniques and present an optimal NC-aware link scheduling mechanism in multi-rate WMNs, which relies on the enumeration of all possible schedules. Due to the high computational complexity of our proposed model, we utilize a column generation (CG)-based method to resolve the optimization problem and decompose it into a master problem (MP) and a pricing problem (PP). Furthermore, we present a distributed power control algorithm for PP, by which the computational complexity of the CG-based scheme can be largely reduced. Simulation results demonstrate the superiority of our method under various network situations

چکیده

جهت استفاده کامل از منبع طیف رادیویی در شبکه های بی سیم مش (WMN ها)، ترکیبی از چند تکنیک ارتباطی رایج، ازجمله زمان بندی لینک، استفاده مجدد فضایی، انطباق توان و سرعت، و کدینگ شبکه (NC) را برای فعال سازیِ هرچه بیشترِ لینک های ارسال درطول یک دوره زمان بندی مطرح می نماییم، تا طول زمان بندی کل قابل کاهش و گذردهی (توان عملیاتیِ) شبکه قابل افزایش باشند. ما، متفاوت با مطالعات پیشین، تاثیر متقابل میان این تکنیک ها را درنظر می گیریم و یک مکانیزمِ بهینه زمان بندی لینک بصورت آگاه از کدینگ شبکه (NC-Aware) را در WMN های چندنرخی، بیان می کنیم که به شماره گذاریِ تمامیِ صورت برنامه های ممکن متکی می باشد.بدلیل پیچیدگیِ محاسباتیِ بالای مدل پیشنهادیِ ما، از یک روشِ مبتنی بر تولیدِ ستون (CG) برای حل مسئلۀ بهینه سازی استفاده می کنیم و آن را به یک مسئله اصلی (MP) و مسئلۀ قیمت گذاری (PP) تجزیه می کنیم.بعلاوه، یک الگوریتم کنترل توان توزیعی را برای PP ارائه می کنیم که با استفاده از آن می توان پیچیدگیِ محاسباتیِ طرحِ مبتنی بر CG را کم کرد. نتایج شبیه سازی برتریِ روشِ ما را تحت شرایط متنوع برای شبکه اثبات می کند.

1-مقدمه

شبکه های بی سیمِ مش (WNK ها)، بطور فزاینده ای جهت تامین دسترسی ارزان و بدون حفاظت به اینترنت بکار گرفته شده اند، که زیرساخت آنها به شکل روتر (مسیریاب) های بی سیمِ مش است که مقید به انرژی نیستند. چالش اصلی در طراحی WMN ها پشتیبانی از گسترش و تعمیمِ انعطاف پذیرو کم هزینۀ اینترنت، خصوصاً جهت تامین ظرفیت و اعتبار بالا می باشد...