近年來，透過無線區域網路（WLAN）或其他的無線基礎設施連結網際網路，
已成為行動計算（mobile computing）應用情境的一部分[1]。為了擴展無線網路 的覆蓋範圍以增加服務區域，需要廣置無線基地台(Access Point; AP)。傳統上 AP 間和 AP 與外部網路間的聯結是透過有線網路。然而在某些難以架設有線線路的 區域或 AP 數量很多的環境中，有線的 AP 連接方式將大幅提高佈建成本且增加 網路佈建的複雜度。因此，電機暨電子工程師協會（Institute of Electrical and Electronics Engineers；IEEE）針對 IEEE 802.11 標準提出修正案，提出了 IEEE 802.11s 的標準。其內容主要定義三種基礎設施的裝置：Mesh Access Point (MAP)、Mesh Point (MP)與 Mesh Portal (MPP) [2]、[3]、[4]。使 AP 可透過無線 方式互相聯結成無線網狀網路(Wireless Mesh Network; WMN)，以降低以有線方 式聯結 AP 的成本。
傳統 WLAN 中存在 Ad Hoc 的架構，Ad Hoc Network 是一種點對點的傳輸 模式，無須經由 AP (Access Point)即可互相傳送資料，即無線區域網路中的裝置 都安裝 IEEE 802.11 無線網路卡，則裝置間可透過多點跳躍 (Multi-hop)方式與鄰 近 裝 置 訊 息 交 換 。 無 線 網 狀 網 路 (WMN) 可 視 為 一 種 特 殊 類 型 的 Ad Hoc Network，WMN 中的 AP 不需要有線基礎設施，直接透過無線的方式相連，無線 基地台(Wireless Station; WS)連入 MAP 傳送存取資料，MAP 可與其他 MAP 或 MP 利用 Multi-hop 的方式將 WS 的資料轉傳資料至 MPP，並透過 MPP 連往外部 網路。
MAP、MP 和 MPP 之間都是使用 IEEE 802.11 所定義的規格，如果 WMN 中 的裝置所使用的無線頻道與其他鄰近裝置所使用的頻道重疊，則可能會對接收裝 置造成干擾，使得接收端因傳輸碰撞而無法正確接收到傳送端所傳送的資料。此 外，使用相同頻道的裝置也會彼此競爭頻道傳輸權[5]、[6]，如果讓這些裝置使 用不同的頻道，則可以降低頻道競爭的程度。避免配置鄰近裝置相同頻道以降低
彼此間的傳輸干擾及傳輸競爭有助於提升資料產出量(Throughput) [7]。而在另外 一方面，頻道的配置也不能太過分散，因傳送與接收裝置要使用相同的頻道方能 互相通訊。太過分散的頻道配置可能導致某些連結(Link)無法建立，甚至造成網 路形成不連通(Disconnected)的後果。因此，如何妥善地分配頻道，以提升資料 產出量並減少或避免失效的連結，便成為一個重要的課題。
為了實現多頻道的方式提升網路產出量，之前已有許多學者針對此議題提出 解決的方法，有學者使用動態切換頻道的方式來讓單一介面可在多個頻道中運 作，以減少通訊的干擾而提升資料產出量[8]。不過因為只有單一介面，當此介 面切換至某個頻道時，所有設定使用其他頻道和此介面通訊的介面就得被迫等 待，因此會產生額外的封包延遲[7]。此外如何同步傳送與接收端介面的頻道切 換動作也是一個議題。
因為 WMN 中的無線網路裝置通常不具移動性，並且可以使用固定式電源供 應。為了提升系統容量，WMN 無線裝置可以配置多個無線介面，分別在不同的 頻道運作。在此多介面(Multi-Radio)多頻道(Multi-Channel)的環境下，頻道干擾、
競爭與連結失效的情形都可望減低[9]，但由於多了一個系統參數，頻道配置的 問題變得更為複雜。
在多無線介面(Multi-Radio)的頻道配置問題中，學者[7]提出將每個節點的網 路介面分為 Fixed 與 Switchable，Fixed 為接收的網路介面，若節點 i 想傳送資料 給節點 j，則將節點 i 中 Switchable 的網路介面頻道切換完節點 j 的 Fixed 網路介 面頻道。但此方法仍需要面臨動態切換頻道的額外成本。
若不採用動態切換頻道，除了將每個節點所使用的頻道隨機選擇[10]或所有 節點都分配多個相同頻道[11]（所有節點的介面 1 使用頻道 1，介面 2 使用頻道 2…的頻道分配方法）外，仍能考慮下列兩種因素作為頻道分配的依據：一、考 慮網路實際流量。如[12]根據連線間流量負載資訊分配每個節點網路介面所運作 的頻道，目的在避免網路擁塞的情形。二、考慮網路中潛在可能的干擾。連結所 受 到 的 干 擾 程 度 可 使 用 兩 種 模 型 來 表 示 ， 即 Protocol Model 與 Physical
Model[11]。在 Protocol Model 的模型中，連結間的干擾關係是離散且二元的；兩 連結間不是完全會干擾，就是完全不會，而且此關係不受網路中其他連結的影 響。因此又稱為 Binary Interference Model。Physical Model 中連結間的干擾關係 可以使用 Conflict Graph 來呈現[13]。在 Conflict Graph 中，WMN 的每個連結為 圖形中的一個節點(Node)。如果兩連結使用相同頻道傳輸會造成干擾，則這兩個 連結在圖形中對應的節點間即有邊(Edge)相連。文獻[13]採用 Protocol Model。頻 道配置問題可視為在 Conflict Graph 中的節點著色問題(Node Coloring Problem)。
節點著色問題要求圖形中任何邊上兩端點不可著相同顏色，在此前提下尋求每個 節點的顏色值，使得所使用的顏色數目最少。因此，滿足節點著色問題的解答，
即為使用最少頻道數目且能完全避免傳輸干擾的頻道配置解答。
Protocol Model 並不符合實際，其他裝置的信號對某個接收裝置所造成的干 擾程度實際上是連續變化的數值，而且唯有所有其他連結的干擾程度總和大於某 個門檻值時才會造成影響，因此應需考慮網路中所有節點傳輸時造成影響的累 計。此即為 Physical Model。
在 Physical Model 中，連結的干擾關係會隨著不同的信號干擾強度影響，且 網路中所有連結都有可能會造成干擾[14]，所以連結(i, j)的所受到的干擾程度有 可能會不同於連結(j, i)。如果用 Conflict Graph 來呈現此干擾模型，則不但為完 全圖形 (Complete Graph)且還具有方向性。有學者[15]、[16]建議可在 Conflict Graph 中的邊上標權重(Weight)以呈現 Physical Model 所考慮的連結干擾程度，
Weight 值除了根據傳送端與接收端的距離遠近外，還需考慮網路中的所有連結 所產生的干擾。文獻[17]採用 Physical Model，但作者將連結(i, j)與連結(j, i)的干 擾程度視為相同，簡化 Conflict Graph 中的方向性，計算同頻干擾所造成的影響，
對於因干擾嚴重而無法建立的連結，作者使用光纖取代無線連線，頻道配置的目 的在盡量減少使用光纖的連結數目。
Protocol Model 並不符合實際狀況，因此我們的方法採用 Physical Model，但 不使用 Conflict Graph 呈現干擾。我們重新定義干擾程度的計算方式，使用
Signal-to-Interference (SIR) 值來表達連結干擾的程度。透過傳播路徑損耗模型
（Propagation Path Loss Model）[18]、[19]計算出節點接收的信號強度，並推算 出網路中所有使用相同頻道的節點傳輸時對該節點接收信號產生的干擾程度。
首先我們計算網路中每個節點的接收信號強度（Received Signal Strength;
RSS），再考慮所有頻道節點間的信號干擾比，使用貪婪演算法（Greedy Algorithm）
選出 SIR 值最高的連結優先分配頻道，分配完更新連結的 SIR 值，同樣再利用 貪婪演算法逐步將頻道分配完畢。
因為我們方法的信號干擾程度是採取累計的方式，所以在分配頻道所考慮的 條件是整個網路中使用相同頻道的信號干擾總和，不同於 Protocol Model 只考慮 干擾範圍內的干擾。為了判斷連結是否成功，需要計算出頻道分配完成後每條連 結的 SIR 值，若超過某個門檻值即為成功連結，因此我們評估效能的方法是比較 [13]和[15]與我們的方法在分配頻道完成後，分別計算出每條連結的 SIR 值，最 後算出成功連結的數目與總連結數的比率。最後可以發現在頻道分配完成後，我 們的方法有較高的成功連結比率。
接下來的部份，在第二章我們將會概略描述無線網狀網路的架構、先前學者 所作的相關研究、以及干擾模型與我們問題的定義。在第三章將詳細說明我們所 提出的方法與步驟。第四章則是模擬實驗結果的呈現與討論分析。第五章總結本 篇論文。