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基于IEEE 802.11的长距离无线mesh网络(Long-Distance wireless Mesh networks,LDmesh)由多个路由节点和客户端组成,节点通常采用廉价的大功率IEEE 802.11a/b/g/n无线网卡和高增益定向天线。该网络中,单跳链路可长达几十到上百公里,使得原有的网络协议和可靠传输机制,如自动重传等,会严重影响信道利用率。长距离链路下如何提高信道利用率是协议设计中的一大难题。本文通过对大量的测量数据进行分析,总结出IEEE 802.11n的长距离无线链路的数据帧出错特点:在所有接收失败的数据帧中CRC(Cyclic Redundancy Check,CRC)校验出错的比例常在50%以上,且比特出错率一般在10%以下,出错位置随机分布。这些特征使得采用前向纠错编码(Forward Error Correction,FEC)方案的可行性大大提高。本文对通信链路建模,得出各个MCS(Modulation and Coding Scheme,MCS)的RSSI(Received Signal Strength Indication,RSSI)和PDR(Packet Delivery Ratio,PDR)之间的关系模型,并提出MAC(Media Access Control,MAC)层的无率码编码算法AutoRate。AutoRate的设计重点针对信道状况不好、丢包率在10%~80%的区间段,通过FEC方式避免重传。该算法在MAC层采用LT(Luby Transform,LT)帧间编码与RS(Reed-Solomon,RS)帧内编码相结合的方式,处理长距离传输过程中信号衰减带来的丢包和比特出错。AutoRate的码率不固定,对信道具有良好的适应性。本文对AutoRate算法进行了Matlab仿真,仿真结果表明:AutoRate方案在没用重传的情况下能实现100%的解码率和100%的投递率,编码率保持在0.64以上,有效吞吐率能达到理论速率的64%以上。同时,本文还提出了基于AutoRate的速率选择算法,该算法以有效吞吐率最优为选择标准,通过预估RSSI得到MCS候选集,对候选集中的每个MCS预估投递率、计算有效吞吐率,并选择使得有效吞吐率最大的物理层MCS、MAC层编码率组合。仿真结果表明AutoRate的有效吞吐率高于Atheros驱动自带的minstrel_ht速率选择算法,且丢包率始终为0,minstrel_ht的丢包率在0%~20%之间。