高速无线通信网络模型算法研究

高速无线通信网络模型算法研究

袁健明

联通（广东）产业互联网有限公司广东广州510000

摘要：本文针对如何提高无线通信速度这一课题展开研究，提出互联网背景下无线通信网络模型算法分析研究。

关键词：无线通信；网络模型；算法分析

引言

在移动互联网时代，无线通信技术在全球范围内表现出旺盛的生命力和巨大的市场潜力，用户的使用行为习惯也发生了巨大变化，业务模型的特性也随之发生着改变，同时要求网络的数据传输速率要高。本文选择无标度网络为研究对象，将无线通信网络分解为基本单元，构建信号传递模型，并对无线通信网络模型的算法进行研究与分析。

1.互联网背景下无线通信网络模型建立

我们将局域网定义为节点，在本文中，默认所有的节点都是可以移动的，每个节点相互之间是通过无线进行连接的。宽带数据通信属于一个全互联网、自由路由的无线通信网络，也就是在这个网络中，任意两个节点都具有信息交换的能力。无线通信网络实质上就是一个无线局域网环境，具体的情况如图1所示。

图1无线通信网络模型

图2出故障的无线通信网络模型

若是在网络中节点之间的连接发生故障，可以通过其他的节点作为中介来进行传播，我们称这样的过程叫做多跳机制[1]。如图2所示，当节点1于节点3之间的连接出现故障，其无法直接进行通信，这个时候出于安全考虑，将考虑使用节点2、4、5其中的某一个节点来作为中介进行信息的传播。

无线通信网络是由超短波以及短波无线电台构成的，节点之间使用的是分组交换的技术，实现多跳的无线信道。具体的模型如下：

其中，

在互联网的背景下，超短波以及短波通信只是为了确保网络可靠性的手段。

为了保证无线通信网络的实用性，不会因为一些故障就造成停用的状况，本文提出了树形无线通信网络模型，该模型属于拓扑结构[2]。

在一般的情况下，网络中的节点只与其直接上、下级节点进行通信，与其他的节点不进行直接通信，若是需要与其他节点进行同信，大部分是通过上。下级节点作为中介进行信息的传播。但是不能保障没有突发情况，例如网络中出现故障，上、下级节点不能正常传播信息等情况，这就需要使用到网络重组功能，在故障发生的时候将网络节点进行重组，及时的改变原有的节点结构以及传播信息的路径，这时，节点的下级之间就有可能发生直接通信。网络节点重组主要分为线路重组和组织重组。

2.无线通信网络模型算法分析

当无线通信网络沿着上述树形拓扑模型进行传递信息时，将从某一节点传递给下一个节点时称为一步或者一跳。无线通信网络模型的算法如下：

Step1：熟悉无线通信网络的初始结构和相应的参数。设定无线通信网络的初始节点数为m0，将引入的新节点相应的连接到已有的m个节点上，并保证m小于等于m0，设定网络连接举证为A。引入的新节点与已有节点的连接算法代码为：

Forq=m0+1：n

其中，设定初始无线通信网络模型为M，上述表示为第q个节点的位置坐标；

将每个节点的连接数在整个网络连接数中的占比设为t（i）；

fori=1：m

random_data；

ifp（i）>random_data

上述情况出现，将节点i与新节点连接

Else

节点i不与新节点连接

End

End

End

Step2：获取无线通信网络信息参数。根据不同的信息以及发送地的不同进行计算，得到n个节点。其代码为：

if根据信息的不同进行分配

else根据信息的发送地不同进行分配

end计算相应的节点位置坐标

fori=1：n

fori=1：n

End

end/计算新引入的节点位置坐标

Step3：无线通信网络信息传播。对节点一跳范围内的相邻节点的位置坐标进行计算。其代码为：

生成data

ifi<data

信息进行传播

elseif>data

信息将不会进行传播

End

End

Step4：重复上述步骤，直到完成信息的传播。

上述就是无线通信网络模型的算法分析，主要是根据多跳机制进行构建的无线通信网络模型算法，其中主要包括了四个步骤：步骤1主要对无线通信网络模型的初始结构以及相应的参数进行基本的设定，再对初始节点数设定，根据不断引入的新节点，与已有节点相连接，并确定引入新节点的位置坐标；步骤2是获取无线通信网络模型的通信参数。通过信息参数进行计算，获得新的节点信息；步骤3主要将获得的信息进行传播，这步要求对已知节点相邻的节点位置坐标进行计算，这样才能完成通信；步骤4主要就是对步骤3的重复，直到通信完毕[3]。

图3实验对比结果

3.仿真试验

本文采用仿真平台对建立的无线通信网络模型进行分析，对其模型的有效性进行检验。将其与传统的通信模型通过第三方进行比较，最后观察实验的结果[4]。

由于采用的是两种不同的方法，通信模型也是不同的，进行相互比较时，为了仿真实验的准确性，将实验的外部环境的参数设为一致，也就是对实验的一般参数进行设定。

在实验过程中，使用上述两种方法进行通信，对通信的速度以及质量进行监控，具体的实验情况如图3所示。

如图3所示，可以清晰的看出本文构建的无线通信网络的通信速度要比传统的通信系统要高出30%，上述实验结果可以表明，本文构建的无线通信网络模型具备有效性。

4.结束语

总之，速率提升是无线通信网络的关键技术之一。为此，本研究从提高通信速度的角度来研究无线通信网络模型算法问题。仿真结果表明，本文所建立的通信模型通信速度比传统高出30%，希望对以后的研究有所帮助。

参考文献：

[1]韩存武，常舒瑞，刁奇，etal.无线通信网络功率和速率最优控制及其仿真[J].计算机仿真，2016，33（1）：313-316.

[2]陈燕雷，董源远，韩云波，etal.移动互联网环境下业务模型建模方法研究[J].电信工程技术与标准化，2016，29（1）：80-85.

[3]李彦兢.高速率无线通信系统中均衡技术的研究[D].同济大学，2007.

[4]元征.移动互联网环境下增强TCP性能的算法改进与分析模型[D].2005.