36、WiMAX 网络中的多尺度公平性与快速收敛调度路由算法

WiMAX 网络中的多尺度公平性与快速收敛调度路由算法

1. 引言

无线网状网络（WMN）中，Wi-Fi 虽被广泛采用，但存在可扩展性和覆盖范围有限的问题。Wi-Fi 设备传输范围小，需大量接入点来确保小区域的连接性，这增加了干扰，降低了吞吐量，且难以保证服务质量（QoS）。超过三跳后，Wi-Fi WMN 的性能会显著下降，主要原因是 IEEE 802.11 标准的非确定性介质访问方式。

WiMAX 网状网络是解决这些问题的一种可能方案，它能提高吞吐量并确保 QoS。与点对多点（PMP）模式不同，WiMAX MESH 模式允许用户站（SS）之间通过以基站（BS）为根的多跳树直接通信。树的构建和调度方式对 WiMAX 骨干网的容量有很大影响。

由于 WMN 主要用于提供宽带接入，路由和调度操作必须足够快速，以避免在网络配置变化时增加延迟。为此，本文提出了两种快速收敛的路由和调度算法：
- 集中式调度算法：通过将多跳树转换为单跳，计算调度，然后将不同的调度重新分配到多跳树中，最后将分配重新分配到可用的正交信道上以增加容量。
- 多通道一次通过（MCOP）路由度量：在选择路由时，明确考虑编码和调制方案（WiMAX 术语中的突发轮廓）以及可用通道的数量，并且以减少瓶颈对吞吐量影响的方式构建路由。

2. 吞吐量的变异系数与多尺度公平性

对于任何用户 i，吞吐量的变异系数 $\Gamma_i$ 定义为：$\Gamma_i = \frac{\sqrt{E[\theta_i^2]}}{E[\theta_i]}$。

研究发现，除了 (1, ∞)-尺度公平准则外，其他公平准则在变异系数方面表现相似。只有在 (1, ∞